بررسی عددی اثر زاویه آبگیری کانال؜های انشعابی مستطیلی بر روی میدان جریان

Abstract

معمولا آبگیرهای جانبی برای انتقال و انحراف جریان از کانال‌های اصلی و رودخانه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. در مطالعه حاضر، با استفاده از نرم افزار FLOW-3D میدان جریان شبیه‌سازی گردید. همچنین برای مدل‌سازی تغییرات سطح آزاد جریان از طرح جزء حجمی (VOF) استفاده گردید. آشفتگی میدان جریان نیز با استفاده از مدل‌های آشفتگی k-ε استاندارد و RNG k-ε تخمین زده شد. بر اساس نتایج مدل‌سازی، مدل آشفتگی k-ε استاندارد پارامترهای هیدرولیکی جریان را با دقت بیشتری تخمین زد. به عنوان مثال، مقدار MAE برای مدل‌های آشفتگی k-ε استاندارد و RNG k-ε به‌ترتیب مساوی 166/0 و 201/0 محاسبه گردید. نتایج مدل‌سازی نشان داد که مدل عددی میدان جریان را با دقت قابل قبولی شبیه‌سازی کرد. به عنوان مثال مقادیر RMSE، MAE و R برای شبیه سازی تغییرات سطح آزاد جریان داخل کانال فرعی به ترتیب مساوی 164/0، 158/0 و 997/0 می‌باشد. سپس اثرات چهار زاویه آبگیری مختلف برابر 30، 45، 75 و 90 درجه بر روی الگوی میدان جریان مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج مدل‌سازی، بالاترین مقدار سرعت متوسط گیری شده برای مدل با زاویه آبگیری 45 درجه بدست آمد. در بین مدل‌های با زاویه آبگیری 30، 45 و 75 درجه، حداکثر مقدار تنش برشی برای مدل با زاویه آبگیری 45 درجه پیش‌بینی گردید.