تخمين ارتفاع غوطه‌وري جريان غليظ با استفاده از مدل تلاطمي Re-Normalized Group

Prediction of Plunge Point in the Density Current Using

جريان هاي غليظ هرگاه به يك توده سيال سبك تر برخورد نمايند، يك ناحيه غوطه وري را ايجاد مي كنند. با توجه به اين‌كه در ارتفاع غوطه‌وري مرز بين سيال غليظ با سيال پيرامون در محل نقطه غوطه‌وري مشخص مي‌گردد، برآورد اين نقطه از اهميت به سزايي برخوردار است. در اين تحقيق پارامترهاي هيدروليكي جريان غليظ و همچنين شيب بستر سيال ساكن كه بر نقطه غوطه‌وري مي گذارند، بررسي شده است. براي نيل به اهداف اين تحقيق ابتدا يك مدل فيزيكي در آزمايشگاه هيدروليك دانشگاه شهيد چمران ساخته شد و آزمايش‌هاي مختلف در آن انجام گرديد. در همه آزمايش‌ها ارتفاع غوطه وري در دبي هاي مختلف از سيال غليظ و تفاوت دانسيته 6، 9، 13 و 16 گيلوگرم بر مترمكعب براي سه شيب 8، 12 و 16 درصد اندازه گيري شد. سپس با استفاده از مدل Flow-3D تحت شرايط مدل تلاطمي RNG ارتفاع نقطه غوطه‌وري براي شرايط آزمايشگاهي موجود شبيه‌سازي شد. بررسي مقايسه اي نشان داد كه عمق غوطه‌وري برآورد شده با استفاده از Flow-3D تحت شرايط مدل تلاطمي RNG در مقايسه با داده هاي مشاهداتي در آزمايشگاه از دقت مناسبي برخوردار مي باشند به گونه‌اي كه به طور متوسط براي شيب 8 درصد مدل رياضي حدود 14 درصد نتايج را بيشتر پيش‌بيني مي‌نمايد و اين در حالي است كه براي كليه شيب‌ها به طور متوسط نتايج حاصل از مدل تلاطمي RNG 5/10 درصد بيشتر از مقادير اندازه‌گيري شده مي‌باشد.

When the density current smashes into the lower dense fluid mass a plunge region will occur. Since the plunge depth bounds between density current and ambient fluid, determining of this point is important. In this research, the hydraulic parameters of density current and bed slope of stagnant fluid were investigated. To achieve the purpose of this research a physical model was built in the hydraulic laboratory of Shahid Chamran University (SCU) and various experiments were performed. In the experiments, the plunge depth at the different discharge of density current and density difference 6, 9, 13 and 16 kg/m3 at three slopes 8, 12 and 16% was measured. Then using Flow-3D under RNG turbulence model, plunge depth was simulated for the same experimental condition. The comparison of results obtained showed that the predicted plunge depth with Flow-3D under RNG turbulence model had a high and satisfactory accuracy. Finding showed that for the 8% bed slope, the results of RNG turbulence model 14% was more than experimental data. While, for the entire slope, the results of RNG turbulence model was predicted 10.5% in average more than measured data. Generally, the statistical investigations showed that the RNG turbulence model with satisfactory precision estimated the plunge point depth