شبیه سازی عددی استهلاک انرژی در تندآب با موانع استوانه ای مستغرق با مدل Flow 3D

در این تحقیق به قابلیت استهلاک انرژی تندآب با موانع مستغرق استوانه­ای پرداخته شد. از مزیت­های این روش بر روش­های قبلی مانند سرریز پلکانی، خطر کاویتاسیون کمتر و اقتصادی­تر بودن آن می­باشد. در این تحقیق برای تحلیل عددی از نرم­افزار FLOW-3D استفاده شده است. این نرم­افزار با استفاده از روش حجم محدود معادلات جریان را حل می­کند. در این تحقیق جریان از نوع دائمی و اغتشاشی و سیال تراکم­ناپذیر در نظر گرفته شده است. مدل آشفتگی مورد استفاده در این تحقیقمی­باشد. بررسی افت انرژی در همه مدل­ها­ی شاهد نشان می­دهد، مقدار افت انرژی در همه­ی شیب­ها با افزایش نسبت YC/H(Yc عمق بحرانی و H ارتفاع تندآب) دارای روند نزولی با شیب نسبتا تند می­باشد. به­طور کلی می­توان گفت استهلاک انرژی در مدل­های شاهد نسبت به انرژی بالادست در محدوده دبی­های این تحقیق  بین 10 درصد برای مدل با شیب 1 به 4 تا 64 درصد برای مدل با شیب 1 به 5 متغیر است. نتایج مقایسه افت در مدل­های با بستر دارای موانع نشان می­دهد در همه مدل­ها روند نزولی با شیب نسبتا تند و نرخ کاهش به صورت تقریبا خطی می­باشد.  در مقایسه افت انرژی در شیب­های مختلف، مقدار نسبی افت انرژی در شیب 1 به 4 دارای بیشترین و در شیب 1 به 5 دارای کمترین مقدار می­باشد. به­طور کلی می­توان گفت استهلاک انرژی در این مدل­ها نسبت به انرژی بالادست از 81 درصد برای مدل با شیب 1 به 4 تا مقدار 43 درصد در مدل با موانع استوانه­ای و شیب 1 به 6 و 1 به 8 متغیر است. هم­چنین در مدل­های با موانع بستر، میزان استهلاک انرژی از 16 تا 39 درصد نسبت به مدل شاهد افزایش داشته است. در پایان نیز با استفاده از رگرسیون چند متغیره روابطی برای پیش­بینی افت انرژی در این نوع تندآب در حالت بستر صاف و با وجود موانع استخراج شد.

کلیدواژه ها:

تندآب ، استهلاک انرژی ، موانع مستغرق ، شبیه سازی عددی ، Flow3D