بررسی عددی اثرات بلوکهای میانی و آستانه انتهایی بر مشخصات پرش هیدرولیکی درحوضچه های آرامش واگرا

پرش هیدرولیکی برای استهلاک انرژی در پاییندست سازههای هیدرولیکی ازجمله سرریزها، تند آبها و دریچهها مورداستفاده قرار میگیرد. بررسی محققین نشان میدهد که حوضچههای آرامش واگرا با توجه به داشتن نسبت عمقثانویه و طول کمتر پرش و همچنین اتلاف انرژی بیشتر، نسبت به حوضچههای کلاسیک دارای عملکرد بهتری هستند. استفاده از متعلقات حوضچه همچون بلوکهای میانی و آستانه انتهایی در اینگونه حوضچهها میتواند از طریق کاهش بیشترنسبت اعماق مزدوج و طول نسبی پرش و افزایش بیشتر اتلاف نسبی انرژی، عملکرد حوضچه را بهبود بخشد. همچنین استفاده از این المانها سبب تثبیت موقعیت پرش میشود و از گسترش آن به خارج از حوضچه جلوگیری مینماید. تاکنونبررسیهای عددی مختلفی در رابطه با پرش هیدرولیکی در حوضچههای آرامش واگرا انجام شده است، اما در مورد تاثیرآستانه انتهایی و بلوکهای کف بر مشخصات هیدرولیکی پرش، شبیه سازی عددی انجام نشده است، همین امر ضرورت توسعه دانش در این زمینه را تاکید می نماید. در این مقاله برای شبیهسازی پرش ابتدا با استفاده از نرمافزارGambitهندسه مدل تعریف شد. سپس مش بندی مناسب منطبق بر هندسه مدل، مشخص گردید. پس از انتقال خروجی مدل به نرمافزارFluentبا استفاده از مدل آشفتگیk-εاستاندارد و تعیین پارامترهای موثر، شبیهسازی انجام شد. همچنین از روش حجم سیالVolume Of Fluid برای پیشبینی پروفیل سطح آب در پرش هیدرولیکی استفاده شد. سپس نتایج حاصل از مدل عددی با نتایج حاصل از اندازهگیری آزمایشگاهی مقایسه گردید و نشان داده شد که تطابق خوبی وجود دارد. درنهایت با استفاده از نتایج عددی تغییرات نسبت عمق ثانویه، طول نسبی پرش و میزان تلفات نسبی انرژی به سبب و جود بلوکهای کف و آستانه انتهایی موردبررسی قرار گرفت.

کلیدواژه ها:

حوضچه آرامش واگرا ، پرش هیدرولیکی/VOF ، Fluent/بلوک کف ، آستانه انتهایی