بررسي و آناليز عددي ميزان تاثير طول اختلاط در تحليل جريان غليظ با استفاده از انواع مدل هاي تلاطمي

Numerical Analyzing of Mixing Length Effects in Analyzing of Density Current through a variety of turbulent models

جريان­هاي غليظ به طور كلي به دو دسته جريان­ هاي غليظ پايدار(مانند جريان غليظ نمكي) و جريان­ هاي غليظ ناپايدار(مانند جريان غليظ رسوبي يا جريان كدر) تقسيم­بندي مي­شوند. رخداد اين گونه از جريان­ها در مخازن سدها باعث انتقال رسوبات به نزديكي بدنه سد و ايجاد خطر براي تاسيسات و سازه­ هاي در نظر گرفته شده براي تامين اهداف سد مي­ شود. يكي از اين روش ­ها، خارج كردن رسوبات حاصل از جريان­ هاي سيلابي، با استفاده از ديناميك جريان غليظ است. در اين پژوهش، بررسي ديناميك جريان غليظ با استفاده از نرم­افزار Flow-3d مد­نظر قرار گرفت. با توجه به اينكه در اين نرم­افزار شش مدل آشفتگي K-e(two-equation)، Laminar، Rng،One-equation، Eddy و Prandtl تعريف شده است؛ جهت بررسي تاثير تغييرات شيب، دبي و غلظت بر سرعت پيشاني، پروفيل سرعت بدنه و همچنين شدت اختلاط در بدنه، براي هر كدام از مدل­هاي ذكر شده 15 آزمايش در نرم­ افزار Flow-3d اجرا شد(براي مجموع شش مدل 90 اجرا صورت گرفت). سپس نتايج حاصل از مدل­ هاي آشفتگي با نتايج آزمايشگاهي جهت به­دست آوردن مدل آشفتگي دقيق­تر مقايسه شد و اين نتيجه به­دست آمد كه مدل هاي آشفتگي آرام و آشفته بيشترين هماهنگي را با داده ­هاي آزمايشگاهي دارند و از بين اين دو، مدل آشفتگي لامينار بر مدل آشفتگي Eddy ارجحيت دارد. بر اساس بررسي انجام شده ارتفاع بدنه، مدل RNG با خطاي 27/50درصد، بيشترين اختلاف با داده ­هاي آزمايشگاهي را داشته و بقيه مدل­ها خطاي كمتر از 20 درصد داشتند. با افزايش غلظت و شيب، ارتفاع بدنه كاهش پيدا كرد و با افزايش دبي، ارتفاع بدنه افزايش مي­ يابد.

The density currents are generally divided into two groups of steady thick fluxes (such as concentrated salt flow) and volatile thick fluxes (such as sedimentary or sand flow). The occurrence of this kind of stream in reservoirs of dams leads to the transfer of sediments to the near dam structure and probably creates a hazard for the facilities and structures intended to meet the dam's goals. One of these proper methods for controlling sediments through reservoir is the removal of sediments from flood flows using the dynamic properties of density current. In this study, the different properties of flow dynamics were studied with Flow-3d software. Considering that in this software, six disturbance models K-e (twoequation), Laminar, Rng, One-equation, Eddy and Prandtl have been defined. In order to investigate the effect of slope, discharge and concentration on speed of the forehead, body velocity profile and also the rate of mixing length in the body of dark flow, for each of the mentioned models, 15 experiments were carried out in Flow-3d software (For a total of six models, 90 runs were performed). Then the results of turbulence models with experimental results were compared and verification was done for more accuracy. It was concluded that the turbulent disturbances models have the most coordination with experimental data.