شبيه‌سازي عددي جريان در حوضچه آرامشUSBR II با ديواره‌هاي همگرا و پله‌هاي انتهايي

حوضچه هاي‎ ‎آرامش‎ ‎از‎ ‎مهمترين‎ ‎سازه‌هاي‎ ‎مستهلك‎ ‎كننده‎ ‎انرژي‎ ‎مي باشند بطوريكه تغيير شكل حوضچه آرامش مي‏تواند باعث عملكرد‎ ‎هيدروليكي‎ ‎بهتر آنها شود. در اين مطالعه، با پلكاني كردن انتهاي حوضچه آرامشUSBR II‏ مدل سد ‏نازلوچاي و همگرا نمودن ديواره هاي حوضچه، پارامترهاي فشار، پروفيل سطح آب، راندمان پرش هيدروليكي و ‏استهلاك انرژي جنبشي بررسي شد. براي اين منظور در نرم‏‎‌ افزارFlow3D‎‏ با استفاده از روشVOF‏ و مدل آشفتگيRNG‏ ‏، جريان در حوضچه آرامش همگرا با زواياي همگرايي5، 7.5 ،10 و12.5 درجه براي دبي 830 متر مكعب بر ثانيه ‏شبيه‌سازي گرديد. جهت صحت سنجي مدل عددي، از مقادير آزمايشگاهي فشار استفاده شد. نتايج مدل سازي نشان داد ‏كه پلكاني كردن انتهاي حوضچه و همگرايي ديواره ها باعث افزايش عمق پاياب و مانع خروج پرش از حوضچه آرامش ‏مي گردد. همچنين، همگرا كردن ديواره هاي حوضچه تأثير مثبتي بر راندمان دارد. همگرا كردن ديواره ها باعث مستغرق ‏شدن پرش هيدروليكي مي شود، درحاليكه پرش در حوضچه آرامش با ديواره هاي موازي بصورت آزاد مي باشد. ‏بهترين زاويه همگرايي از نظر عملكرد، حوضچه با زاويه همگرايي 5 درجه مي باشد كه راندمان به ميزان 136 درصد ‏نسبت به حوضچه با ديواره هاي موازي افزايش مي يابد. مقايسه نتايج استهلاك انرژي براي مقاطع مختلف حوضچه در ‏اعماق متفاوت نشان داد كه حداكثر استهلاك انرژي در اعماقي بين30-20 درصد عمق جريان رخ مي‌دهد كه در نظر ‏گرفتن اين نكته، باعث طراحي سازه ايِ بهتر حوضچه آرامش مي شود. ‏