بررسی عددی سامانه ی هوادهی برای جریانهایی با سرعت بالا با کابرد روش VOF

Abstract

حفره سازی مهمترین مشکلی است که به سبب سرعتهای بالای جریان در تخلیه­کننده­های زیرین سدها رخ می­دهد. به علت بروز سرعتهای بیش از 30 متر بر ثانیه، و ایجاد فشارهای منفی در تخلیه­کننده ی زیرین سد سفید­رود، این مجرا متحمل آسیبهای شدیدی در پوششهای خود گردیده است. در این تحقیق از روش حجم­محدود به کار رفته در نرم­افزار فلوئنت، شبیه جریان برای این مجرا انجام گرفته، که در آن از نرم افزار حجم سیال در حالت سه بعدی شامل جریان دو حالتی آب و هوا سود برده شده است. مقایسه­ی بین نتایج شبیه عددی و اندازه­گیریهای نمونه آزمایشگاهی به منظور تایید نرم افزار انجام گرفته است که به دست آمدن خطاهای کمتر از 20 درصد برای مقادیر سرعت و فشار، با توجه به هندسه ی پیچیده ی مجرا محدوده ا­ی قابل قبول است. طی بازشدگیهای مختلف دریچه ی تنظیم جریان، مقادیر شاخص حفره سازی در نقاط بسیاری در پایاب دریچه در محدوده ی مقدار بحرانی 25/0 قرار گرفته است که استفاده از سامانه هوادهی در بعد از محل دریچه را ضروری می سازد. با هوادهی مناسب در این ناحیه، و کاهش سرعت جریان در مرزها، توزیع شاخص حفره سازی نسبت به حالت هوادهی نشده در حدود 6 تا 7 برابر افزایش یافته از مقدار بحرانی 25/0 به خوبی فاصله گرفته که در نهایت باعث بهبود وضعیت جریان از لحاظ ایجاد پدیده ی حفره سازی گردیده است.