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

الموضوعات :

محیا مهدی آبادی ¹ , علی آرمان ²

1 - دانش آموخته کارشناسی ارشد سازه‌های آبی گروه مهندسی آب، دانشگاه رازی، کرمانشاه
2 - استادیار سازه های آبی گروه مهندسی آب،دانشگاه رازی، کرمانشاه

تاريخ الإرسال : 30 الأحد , شعبان, 1440 تاريخ التأكيد : 14 الإثنين , رمضان, 1442 تاريخ الإصدار : 09 الأربعاء , رمضان, 1442

الکلمات المفتاحية: سرریز اوجی, سد آزاد, کاویتاسیون, سیستم هواده, مدل ANSYS FLUENT,

ملخص المقالة :

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.

المصادر:

1. دهدار بهبهانی، ص.،(1390)، بررسی هیدرولیک جریان سرریز بالارود با استفاده از مدل ریاضی FLOW 3D و مقایسه با مدل فیزیکی، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.

(https://scu.ac.ir/~fathi49)

1. آرامی فدافن م. علوی مقدم م. اژدری مقدم م. اکبری غ. 1390. بررسی تاثیر هوادهی در کاهش کاویتاسیون به وسیله مدل‌سازی سه‌بعدی جریان، یازدهمین سمینار سراسری آبیاری و کاهش تبخیر. کرمان.

(https://civilica.com/doc/157883/)

ورجاوند،پ.فرسادی‌زاده،د.حسین‌زاده‌دلیر،ع.صدرالدینی،ع.1388،"شبیه‌سازی سه بعدی جریان در سرریز جانبی با استفاده از مدل آشفتگی k –ε و مقایسه نتایج با مدل فیزیکی "، مجله دانش آب و خاک،جلد1/20، شماره3 ، دانشگاه تبریز.

(https://www.sid.ir/fa/journal/ViewPaper.aspx?id=141150)

1. ایزدی‌نیا،ا.ریسمانی،ن.میرعلایی، ر.1395،"شبیه‌سازی تاثیر تغییرات جریان بر پدیده کاویتاسیون روی یک سرریز اوجی با استفاده از نرم‌افزار فلوئنت"، نهمین کنگره ملّی مهندسی عمران، دانشگاه فردوسی مشهد.

(http://www.tpbin.com/article/49534)

1. Ozturk M. and Aydin M. c. 2009. Verification of a 3-D numerical model for spillway aerator. Mathematical and Compotational Applications. 14(1): 21-30.

     (https://doi.org/10.3390/mca14010021)

1. Bordbar A. Mousavi-jahromi H. Shafaei Bajestan M. and Sedghi H. 2010. Step effects investigation on the flow regime and cavitation in stepped morning gloye spillways. World Applied Sciences journal. 10(9): 1024-1031.

 (https://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.390.3838&rep=rep1&type=pdf)

1. Li CH, gong J,li X, (2011). Numerical simulation of flow over a spillway with turbulence model. Mechanics and Materials volume 90-93 on pages 2511 to 2515.

 (https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.90-93.2511)

1. Yurdagul Kumcu,S,(2016),Investigation of Flow Over Spillway Modeling and Comparison between Experimental Data and CFD Analysis. KSCE Journal of Civil Engineering (2017) 21(3):994-1003. Necmettin Erbakan University, Konya, Turkey.

    (https://doi.org/10.1007/s12205-016-1257-z(`