بررسي و مقايسه مدل‌هاي جريان دو فازي جهت شبيه‌سازي عددي اختلاط آب و هوا در سرريزهاي پلكاني

جريان¬هاي چند فازي جريان¬هايي هستند كه در آن‌ها دو يا چند فاز جريان از جمله سيال و جامد در تعامل با يكديگر حركت مي¬كنند. مدل حجم سيال مي¬تواند دو يا چند سيال بدون اختلاط را با حل معادلات مومنتوم بررسي و نسبت حجمي هركدام از سيال¬ها را شبيه‌سازي كند. در اين تحقيق اهدافي همچون، ارائه يك روش مناسب براي شبيه¬سازي جريان‌هاي چند فازي، مقايسه مدل¬هاي شبيه¬سازي جريان آشفته و تعيين مناسب‌ترين مدل آشفتگي و همچنين، بررسي مشخصه¬هاي هيدروليكي سرريزهاي پلكاني مدنظر مي‌باشد. از نتايج آزمايشات بر روي مدل فيزيكي به‌منظور شبيه¬سازي جريان بر سرريزهاي پلكاني استفاده شده است. پارامترهاي مدل شده شامل عمق مشخصه، سرعت مشخصه و سرعت جريان آب هستند. از نرم افزار چند منظوره Fluent به منظور مدل كردن جريان سيال استفاده گرديد. در اين تحقيق از مدل¬هاي جريان چند فازي حجم سيال، اختلاط و اولرين و همچنين مدل¬هاي تلاطم k-ε به صورت دو بعدي و سه بعدي به همراه الگوريتم¬هاي حل هم‌زمان فشار – سرعت استفاده شده است. بر اساس نتايج به‌دست آمده از بين مدل¬هاي جريان چند فازي، مدل اختلاط و از بين مدل¬هاي تلاطم، مدل RNG k-ε بهترين جواب را نشان دادند. از بين الگوريتم¬هاي حل هم‌زمان فشار- سرعت نيز، PISO و Simple براي تعيين عمق مشخصه جواب¬هاي نزديك به‌ هم داشتند؛ اما روش Simple تأثير بهتري داشت و داراي خطاي كمتري بود.