شبيه‌سازي عددي ميدان جريان در حوضچه آرامش USBR VI با نرم‌افزار Flow3D

يكي از مستهلك كننده هاي انرژي رايج، حوضچه آرامش USBR VI است. اين حوضچه از قديمي ترين حوضچه هايي است كه براي استهلاك انرژي جريان خروجي از لوله طراحي شده است. اين حوضچه، سازه اي جعبه اي شكل به همراه يك ديوار مياني و يك آستانه انتهايي است. ديوار مياني طوري تعبيه شده است كه انرژي جريان ورودي را در عرض حوضچه توزيع كند. يكي از مشخصه هاي مفيد اين حوضچه اين است كه نيازي به عمق پاياب براي استهلاك انرژي ندارد. در اين تحقيق با استفاده از شبيه سازي عددي به كمك نرم افزار Flow3D مشخصات كيفي و كمي ميدان جريان مورد بررسي قرار گرفت. مدل عددي موردنظر كاملا مطابق با مدل فيزيكي ساخته شده در آزمايشگاه هيدروليك دانشگاه تربيت مدرس توسط مولفين است. در اين مدل، عرض حوضچه و كانال پايين دست ثابت هستند و براي بررسي اثر پارامتر W/De(W عرض حوضچه و De عمق معادل جريان ورودي) از سه لوله ورودي به حوضچه با قطرهاي مختلف استفاده گرديد. با استفاده از تحليل ابعادي و نيز به كمك تحقيقات پيشين مشخص گرديد كه اين پارامتر بدون بعد، پارامتر بسيار مهم و تاثيرگذاري در ميدان جريان حوضچه آرامش USBR VI است. صحت سنجي مدل عددي با مقايسه فشار برداشت شده بر روي ديوار مياني و عمق جريان روي آستانه انتهايي در مدل فيزيكي و نيز مقايسه پروفيل سرعت توسعه يافته در لوله ورودي به حوضچه انجام گرفت. بررسي ميدان جريان نشان داد در طول حوضچه و روي آستانه خروجي، توزيع دبي در عرض حوضچه غيريكنواخت و در كناره هاي آن بيش تر است. همچنين ميزان پخش و استهلاك سرعت جت ورودي به حوضچه تابعي از W/De  است. اندركنش جت ورودي كه به سمت پايين دست در حركت است و جريان هايي كه به سمت بالادست و در خلاف جهت جريان ورودي در حركت هستند باعث مي شود كه پديده پخش جت با سرعت بيش تري رخ دهد. در نسبت هاي W/De پايين تر، اين پديده با شدت كم تري رخ مي دهد. همچنين بررسي جريان روي آستانه انتهايي نشان داد كه با افزايش نسبت W/De توزيع جريان روي آستانه خروجي، غيريكنواخت تر مي گردد.