مقایسه آزمایشگاهی مؤلفه‌های سه بعدی سرعت جریان پیرامون آبشکن T شکل مستقر در قوس 90 درجه با بستر صلب با نتایج نرم‌افزار Flow-3D

Abstract

نرم‌افزار Flow-3D یکی از ابزار پویایی سیالات محاسباتی می‌باشد که برای حل معادلات ناویراستوکس در حالات مختلف برای تعیین الگوی جریان طراحی شده است. یکی از انواع جریانهای پیچیده، که از گذشته تاکنون بسیار مورد توجه بوده، جریان پیرامون آبشکن می‌باشد. علاوه بر آن، اگر این سازه در قوس قرار گیرد، تعیین مؤلفه‌های سه بعدی سرعت جریان به مراتب پیچیده‌تر می‌گردد. با توجه به سختی انجام آزمایشها در حالات مختلف، و با در نظر گرفتن فراسنجهای متفاوت موثر در تعیین الگوی جریان، نقش نرم‌افزارهای عددی، از جمله Flow-3D ، بیشتر نمایان می‌شود. در این مقاله، با توجه به داده‌های آزمایشگاهی موجود در مورد آبشکن T شکل مستقر در قوس 90 درجه با بستر صلب، به بررسی مؤلفه‌های سه بعدی سرعت خروجی از نرم‌افزار Flow-3D، و مقایسه­ی آنها با نتایج آزمایشگاهی پرداخته شده است. مؤلفه‌های سه‌بعدی سرعت در مقاطع مختلف طولی، عرضی و مسطحه مقایسه، و مقدار متوسط خطای داده‌های عددی در حالات مختلف محاسبه شدند. بیشترین مقدار متوسط خطای مشاهده‌شده بین شبیه عددی و آزمایشگاهی مربوط به داده‌های سرعت عمقی جریان در مقطع عرضی بوده، که این خطا برابر با 17 درصد می‌باشد. همچنین، مقادیر متوسط خطای اندازه‌گیری شده مربوط به سرعتهای طولی و عرضی جریان نیز به ترتیب برابر با 6 و 10 درصد می‌باشد. بطور کلی، نتایج به دست آمده حاصل از مقایسه‌های صورت گرفته بیانگر تطابق مناسب بین شبیه عددی Flow-3D و داده‌های آزمایشگاهی می‌باشند و این به معنای توانایی بالای این نرم‌افزار در شبیه‌سازی الگوی جریان پیرامون سازه‌های آبی موجود در قوس رودخانه نظیر آبشکن است.