شبيه‌سازي عددي سه‌بعدي الگوي جريان در آبگيري از قوس 180 درجه

در اين تحقيق مدل عددي سه‌بعدي براي شبيه‌سازي الگوي جريان در آبگيري از كانال قوسي‌شكل توسعه داده شده است. با توجه به انحناي مرزهاي جريان و شبكه محاسباتي، معادلات سه‌بعدي ناويراستوكس در مختصات منحني‌الخط غيرمتعامد و جابجانشده حل شده و با عنايت به پيچيدگي حاكم بر شرايط جريان، براي حل ترم‌هاي آشفتگي از مدل  براي اعداد رينولدز پايين استفاده شده است. انفصال معادلات با استفاده از روش حجم محدود صورت پذيرفته است و جهت گسسته‌سازي ترم‌هاي پخش و انتقال به ترتيب از طرح‌هاي اختلاف مركزي و قاعده تواني و براي جفت‌نمودن ميدان جريان و فشار از طرح نيمه‌ضمني پايدار استفاده شده است. همچنين جهت افزايش راندمان مدل از يك بلوك با دامنه متغير براي شبيه‌سازي هر دو كانال قوسي‌شكل و آبگير استفاده شده است. مدل توسعه‌داده‌شده ابتدا در دو آزمون جريان در قوس 180 درجه و آبگيري از كانال مستقيم صحت‌سنجي گرديد. سپس الگوي جريان در آبگيري از قوس 180 درجه براي زاويه استقرار 40 درجه و تحت زاويه آبگيري 45 درجه شبيه‌سازي و با داده‌هاي آزمايشگاهي موجود مقايسه گرديد. متوسط خطاي مدل‌سازي در كانال اصلي و آبگير به ترتيب در حدود 7.3 و 19.7 درصد بوده است كه در مقايسه با نتايج ساير مدل‌هاي تجاري در حد قابل قبول مي‌باشد.