مطالعه عددي تاثير شكل و ابعاد بلوك هاي حوضچه آرامش در ميزان استهلاك انرژي

در اين مقاله با استفاده از نرم افزار Flow3D ، شبيه سازي هيدروليك جريان در حوضچه آرامش صورت گرفت و علاوه بر ارزيابي دقت مدل در شبيه سازي الگوي جريان در حوضچه هاي آرامش، به بررسي عددي تاثير شكل و ابعاد بلوك هاي آستانه و پاياب در ميزان اتلاف انرژي و پرش هيدروليكي حوضچه آرامش پرداخته شد. ابتدا با استفاده از داده هاي آزمايشگاهي (پتركا 1958) مدل رياضي Flow3D براي حوضچه آرامش اجرا و واسنجي گرديد. سپس نرم افزار براي شرايط هندسي و هيدروليكي متفاوت ديگر مورد ارزيابي و آزمون قرار گرفت. به منظور انتخاب بهترين مدل تلاطمي به عنوان واسنجي نرم افزار، به مقايسه نتايج عمق اوليه پرش هيدروليكي و عمق ثانويه پرش هيدروليكي حاصل از سه مدل مختلف آشفتگي پرداخته شد. همچنين جهت واسنجي نرم افزار، شرايط مرزي كانال مورد بررسي قرار گرفته و نتيجه شد كه با انتخاب شرط مرزي دبي ورودي، نتايج محاسبات عددي عمق اوليه و ثانويه پرش هيدروليكي در حوضچه آرامش به داده هاي آزمايشگاهي مربوط به آن نزديك تر است. در ادامه براي بررسي عددي تاثير شكل بلوك ها بر ميزان استهلاك انرژي جريان، ابعاد و فاصله بلوك ها را با ضريب 2 تغيير داده و مدل سازي هايي انجام شد و نتيجه گرديد كه به طور كلي افزايش و كاهش ارتفاع بلوك هاي آستانه و همچنين تغيير در فاصله بلوك هاي آستانه بر خصوصيات جريان و اعماق اوليه و ثانويه پرش هيدروليكي و همچنين ميزان اتلاف انرژي اثرهاي متفاوتي داشته و در پاره اي از موارد موجب افزايش ميزان استهلاك انرژي و در حالتهايي موجب كاهش آن مي گردد. و از آنجاييكه افزايش ميزان استهلاك انرژي مطلوب ما مي باشد لذا در بين حالتهاي مختلف كاهش فاصله بلوك هاي آستانه چون هم در محل بلوك هاي آستانه و هم در محل بلوك هاي پاياب يعني محل تشكيل پرش هيدروليكي موجب افزايش استهلاك انرژي مي گردد براي ما به عنوان بهينه ترين حالت انتخاب گرديد.