شبيه سازي عددي پديده‌ي كاويتاسيون در سرريز پلكاني به كمك نرم افزار Fluent

در مطالعه‌ي حاضر به بررسي تأثير انواع مدل‌هاي آشفتگي و پديده كاويتاسيون در سرريز پلكاني سد سياه بيشه با نرم‌افزار Fluent پرداخته شده است. سه مدل آشفتگي ε-K با مدل‌هاي استاندارد و RNG و ω-K و سه دبي (دبي حداقل و حداكثر به ترتيب معادل 150 و 170 مترمكعب بر ثانيه و دبي سيلاب معادل 203 مترمكعب بر ثانيه) در نظر گرفته شدند. اعتبار سنجي روش عددي با شبيه‌سازي يك سرريز آزمايشگاهي مورد بررسي قرار گرفت و تطابق مناسبي مشاهده شد. نتايج نشان داد كه در سرريز سد سياه بيشه با دبي 203 مترمكعب بر ثانيه در ناحيه‌ي پايين دست سرريز پلكاني، احتمال وقوع پديده كاويتاسيون محتمل‌تر است. از اين رو مي‌توان در مكان‌هاي مناسب، از سيستم هوادهي مناسب استفاده كرد تا با كاهش سرعت در نواحي مورد نظر، احتمال وقوع كاويتاسيون كاهش يابد. همچنين با تغيير در نوع مدل آشفتگي، شاخص كاويتاسيون در هر نقطه از سرريز دچار تغيير مي‌شود، بنابراين انتخاب مدل آشفتگي به منظور بررسي كاويتاسيون از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. به طوريكه به عنوان مثال مقدار بيشينه سرعت ايجاد شده در مدل‌هاي مورد بررسي با دبي 150 مترمكعب بر ثانيه براي مدل آشفتگي ε-K با مدل‌ استاندارد برابر 1.34 متر بر ثانيه، براي مدل آشفتگي K-ε و مدل RNG برابر 2.32 متر بر ثانيه و براي مدل آشفتگي K-ω برابر 1.32 متر بر ثانيه شد. مدل‌هاي K-ε استاندارد و K-ω در تمامي دبي‌ها بسيار نزديك به هم بوده و استفاده از مدل آشفتگي K-ε و مدل RNG نسبت به دو مدل ديگر تفاوت داشته است.