شبیه‌سازی عددی آب‌شکن متخلخل با استفاده از نرم‌افزار Flow3D

Abstract

در این پژوهش، تأثیر احداث تک آبشکن متخلخل بر پارامترهای هیدرولیکی جریان در کانال باز با استفاده از مدل عددی به کمک کالیبراسیون مدل غیرخطی فورشهایمر بررسی شده است. شبیه‌سازی عددی با استفاده از نرم‌افزار Flow3D و برای شبیه‌سازی جریان آشفته از مدل آشفتگی RNG استفاده شده است. بدین منظور آبشکن متخلخل با مشخصات مختلف، شبیه‌سازی و با انجام آنالیز حساسیت، ضرایب مناسب موردنیاز در معادله فورشهایمر تعیین شد. بر اساس آنالیز حساسیت و مقایسه نتایج با نتایج مدل فیزیکی مشخص گردید اغلب پارامترهای جریان، حساسیت زیادی نسبت به ضریب جمله غیرخطی مدل فورشهایمر دارند و در برخی موارد مدل با اعدادی خارج از محدوده پیشنهادی نرم‌افزار، کالیبره گردید. بررسی‌ها نشان داد، افزایش تخلخل موجب کاهش قابل توجه سرعت جریان و کوچک شدن محدوده اثر مقدار بیشینه این پارامتر می‌گردد. نتایج این تحقیق نشان داد افزایش تخلخل آبشکن، موجب کاهش ارتفاع آب در بالادست آبشکن و افزایش ارتفاع در پایین‌دست آبشکن می‌شود. همچنین مشاهده گردید افزایش تخلخل از مقدار بیشینه سرعت کاسته و طول اثر آن را کاهش و نیز کمینه سرعت را افزایش خواهد داد.