مطالعه عددی تاثیر شکل و ابعاد بلوک های حوضچه آرامش در میزان استهلاک انرژی

Abstract

در این مقاله با استفاده از نرم افزارFlow3D شبیه سازی هیدرولیک جریان در حوضچه آرامش صورت گرفت و علاوه بر ارزیابی دقت مدل در شبیه سازی الگوی جریان در ، حوضچه های آرامش، به بررسی عددی تاثیر شکل و ابعاد بلوک های آستانه و پایاب در میزان اتلاف انرژی و پرش هیدرولیکی حوضچه آرامش پرداخته شد. ابتدا با استفاده از داده های آزمایشگاهی پترکا ( 1958) مدل ریاضی ( Flow3D ) برای حوضچه آرامش اجرا و واسنجی گردید. سپس نرم افزار برای شرایط هندسی و هیدرولیکی متفاوت دیگر مورد ارزیابی و آزمون قرار گرفت. به منظور انتخاب بهترین مدل تلاطمی به عنوان واسنجی نرم افزار، به مقایسه نتایج عمق اولیه پرش هیدرولیکی و عمق ثانویه پرش هیدرولیکی حاصل از سه مدل مختلف آشفتگی پرداخته شد. همچنین جهت واسنجی نرم افزار، شرایط مرزی کانال مورد بررسی قرار گرفته و نتیجه شد که با انتخاب شرط مرزی دبی ورودی، نتایج محاسبات عددی عمق اولیه و ثانویه پرش هیدرولیکی در حوضچه آرامش به داده های آزمایشگاهی مربوط به آن نزدیک تر است. در ادامه برای بررسی عددی تاثیر شکل بلوک ها بر میزان استهلاک انرژی جریان، ابعاد و فاصله بلوک ها را با ضریب 2 تغییر داده و مدل سازی هایی انجام شد و نتیجه گردید که به طور کلی افزایش و کاهش ارتفاع بلوک های آستانه و همچنین تغییر در فاصله بلوک های آستانه بر خصوصیات جریان و اعماق اولیه و ثانویه پرش هیدرولیکی و همچنین میزان اتلاف انرژی اثرهای متفاوتی داشته و در پاره ای از موارد موجب افزایش میزان استهلاک انرژی و در حالتهایی موجب کاهش آن می گردد. و از آنجاییکه افزایش میزان استهلاک انرژی مطلوب ما می باشد لذا در بین حالتهای مختلف کاهش فاصله بلوک های آستانه چون هم در محل بلوک های آستانه و هم در محل بلوک های پایاب یعنی محل تشکیل پرش هیدرولیکی موجب افزایش استهلاک انرژی می گردد برای ما به عنوان بهینه ترین حالت انتخاب گردید.