مدلسازی عددی جریان و سیستم هوادهی بر روی سرریز سد آزاد با استفاده از مدل ANSYS FLUENT

Abstract

مقدمه: کاویتاسیون مهمترین مشکلی است که به سبب سرعت­های زیاد جریان در مجراهای تخلیه‌کننده سدها ممکن است رخ دهد. به منظور بررسی و حصول اطمینان از عملکرد سرریز یک سد در دوران بهره‌برداری، مدل هیدرولیکی سازه سد آزاد در موسسه تحقیقات آب تهران مدل شده‌است. مواد و روش‌ها: در این تحقیق از طریق دینامیک سیالات محاسباتی در قالب روش حجم محدود بکار رفته در نرم‌افزار ANSYS FLUENT ، مدلسازی جریان در این مجراها و از مدل حجم سیال (VOF) در حالت سه بعدی شامل جریان دوفازی آب و هوا استفاده شده، که برای در نظر گرفتن آشفتگی‌های جریان نیز مدل k – ε بکارگرفته شده‌است. نتایج و بحث: برای تایید نتایج مدل، مقایسه‌ای با نتایج حاصل از مدل هیدرولیکی اجرا شده بدون سیستم هواده از سرریز سد آزاد انجام شده‌است. سپس به منظور ﺗﺄیید مکان و تعداد سیستم هواده، از دو سناریو (دو و سه سیستم هواده) شامل پله (RAMP) در کف و دیواره مجرا با شیب مناسب و نیز تعبیه شیار هواده در دیواره استفاده شده‌است، که باعث فرستادن هوا به نزدیکی کف و دیواره‌ها خواهد شد. نتیجه‌گیری: با بررسی پارامترهای جریان از قبیل سرعت، فشار و شاخص کاویتاسیون، سرریز با دو سیستم هواده به عنوان گزینه برتر مورد تایید قرار گرفت.