شبيه سازي عددي جريان در نواحي مرده مستطيلي كانال آبياري با استفاده از مدل STAR-CCM+

Numerical simulation of rectangular dead zones flow in an irrigation channel using STAR-CCM + model

اهميت مطالعۀ ناحيۀ مردۀ كناري از آنجا مشخص مي‌شود كه هنوز تاثير آن بر مشخصات آشفتگي جريان به طور كامل شناخته شده نيست. تعداد اين نواحي، نحوۀ قرار گرفتنشان نسبت به هم و نيز ابعاد هريك به تنهايي مي‌تواند تاثير متفاوتي بر الگوي جريان داشته باشد. در پژوهش حاضر تلاش شد تا كارايي نرم‌افزارSTAR-CCM+ در مدل‌سازي جريان در حضور مجموعه‌اي از نواحي مرده به صورت سه بعدي بررسي شود. به همين منظور از نتايج مدل آزمايشگاهي موجود استفاده گرديد. واسنجي STAR-CCM+ براي تعيين بهترين نوع مدل آشفتگي انجام گرفت و سپس براي صحت سنجي از سرعت لحظه‌اي اندازه‌گيري شده در جهت عرض كانال، استفاده شد. نتايج بررسي‌ها نشان مي‌دهد كه شتاب گرفتن جريان در كانال اصلي باعث جدايي بيشتر جريان و افزايش گراديان سرعت در نزديكي گوشه‌هاي بالادست ناحيۀ مرده مي‌شود. سرعت متوسط جريان با ورود به نواحي مرده كمتر خواهد شد و ناحيۀ كم سرعت به‌صورت ناحيه‌اي چرخشي ظاهر مي‌شود. بررسي الگوهاي جريان در شبيه-سازي گردابه‌هاي ايجاد شدۀ ناشي از اين سازه‌ها نشان مي‌دهد كه مدل دو‌ناحيه‌اي RANS كارايي بيشتري نسبت به مدل تك ناحيه‌اي RANS مي‌تواند داشته باشد. اما در مجموع مدل LES بيشترين كارايي را در شبيه‌سازي جريان از خود نشان مي‌دهد.

Lateral dead zone Studies are very important because the flow turbulence specifications in this situation are not fully known yet. Also in a series of lateral dead zones, their placement, number and size have different effect on the flow pattern. In this study, an attempt was made to determine the ability of STAR-CCM + in three-dimensional simulating of flow in series of rectangular ateral dead zone. For this purpose, the results of an experimental model was used. STAR-CCM+ was calibrated to determine the most suitable turbulence models and in order to validate, resuts, the data obtained from transverse fluctuations along the width of channel was used. data . The results showed that accelerating the flow in the main channel more flow separation and increase the flow velocity gradient near the upstream corner of dead zone. With the entry into dead zone, average flow velocity reduces and low-velocity zone appears as a circular area. Analyzing the flow pattern showed that in simulation of turbulence distribution RANS 2-end order model has a better efficiency in comparison with RANS 1-end order model. Finally the LES model showed the highest efficiency in the flow simulation.