بررسی خصوصیات هیدرولیکی در پرتابه جامی شکل با استفاده از مدل عددی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد سیرجان- گروه عمران

2 دانشجوی ﮐﺎرﺷﻨﺎﺳﯽ ارﺷﺪ، گروه ﻣﻬﻨﺪﺳﯽ ﻋﻤﺮان، دانشکده فنی ومهندسی، واحد سیرجان، دانشگاه آزاد اسلامی، سیرجان، ایران

3 استادیار گروه مهندسی آبخیزداری، واحد سیرجان، دانشگاه آزاد اسلامی، سیرجان، ایران

4 استادیار گروه مهندسی عمران، واحد سیرجان، دانشگاه آزاد اسلامی، سیرجان، ایران

چکیده

پرتاب کننده های جامی شکل یکی از انواع مهم مستهلک کننده ها می باشند و نقش استهلاک انرژی جریان در سرریز ها را به عهده دارند. در این پژوهش به بررسی خصوصیات هیدرولیکی جریان بر روی پرتابه جامی شکل با مدل عددی  فلوئنت پرداخته شده است. در این تحقیق به منظور گسسته­سازی محیط شبیه­سازی از سه نوع شبکه محاسباتی سازمان یافته (درشت، متوسط و ریز) استفاده شد. به منظور شبیه­سازی جریان از مدل­های آرام،  k-ε (Standard، RNG و Realizable) و مدل k-ω (استاندارد و SST) استفاده گردید. همچنین به منظور یافتن بهترین شرایط دیواره دو نوع تابع دیواره استاندارد (Standard) و غیرلغزشی (Non equilibrium) مورد بررسی قرار گرفت. معیار مقایسه در این پژوهش نیز پروفیل بالایی جت آب می­باشد. نتایج نشان داد شبکه محاسباتی ریز، شرط سرعت ورودی برای  مرز ورودی جریان همچنین فشار خروجی برای مرز­هایی که با هوا در تماس می­باشند، بهترین جواب­ها را ارئه می­دهد. همچنین تابع دیواره استاندارد نیز برای اثر تابع دیواره انتخاب و مدل آشفته k –ε (Standard)منطبق­ترین نتایج با نتایج آزمایشگاهی دارد. همچنین از بررسی جت ریزشی هرچه جت آب به حوضچه نزدیکتر می­شود نتایج محاسباتی با نتایج عددی اختلافشان بیشتر می­گردد. پروفیل زیرین جت آب حساسیت کمتری نسبت به پروفیل بالایی جت اب نسبت به تغییرات هیدرولیکی دارد. در بررسی فشار نیز مشخص شد نتایج نشان می­دهد که مقادیر عددی فشار در عدد فرود پایین اختلاف زیادی با نتایج آزمایشگاهی دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of Hydraulic properties in Flip Bucket Using Numerical Model

نویسندگان [English]

  • RAmin Mansouri 1
  • fazel moafi 2
  • Masood Beheshti Rad 3
  • Ali Karbakhsh 4
2 Studendt in Hydraulic Structures. Civil Engineering Department, Islamic Azad University, Sirjan Branch, Iran
3 Assistant Professor in Watershed. Engineering Department, Islamic Azad University, Sirjan Branch, Iran
4 Assistant Professor in Hydraulic Structures. Civil Engineering Department, Islamic Azad University, Sirjan Branch, Iran,
چکیده [English]

Flip bucket are one of the most important types of Energy depreciations and it play the role of energy depreciation in Spillway. In this research, the hydraulic flow characteristics of a flip bucket are investigated with FLUENT model. In this study, three types of computational grid (coarse, intermediate, and fine) were used to discriminate the simulation environment. In order to simulate the flow, the k-ε (Standard, RNG, Realizable) and k-ω (standard and SST) models were used. Also, in order to find the best wall function, two types, standard wall and non-equilibrium wall function were investigated. The comparison criterion in this study is also the trajectory profile of jet water. The results show that the fine computational grid, the input speed condition for the flow input boundary, and the output pressure for the boundaries that are in contact with the air, provide the best possible results. Also, the standard wall function is chosen for the effect of the wall function, and the turbulent model k -ε (Standard) has the most consistent results with experimental results. When the jet is getting closer to end of basin, the computational results increase with the numerical results of their differences. The lower profile of the water jet has less sensitivity to the hydraulic jet profile than the hydraulic jet profile. In the pressure test, it was also found that the results show that the numerical values of the pressure in the lower landing number differ greatly in experimental results.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Flip bucket
  • Turbulence model
  • wall function
  • Fluent
  • computational grid