مدلسازي عددي افت انرژي در تندآب با موانع مكعبي

Numerical simulation of energy loss in the chute with submerge cubic obstacle

در اين تحقيق افت انرژي تندآب با موانع مستغرق مكعبي مورد بررسي قرار گرفت. از مزيت هاي اين روش بر روش هاي قبلي مانند سرريز پلكاني، خطر كاويتاسيون كمتر آن مي باشد. براي تحليل عددي از روش حجم محدود نرم افزار Fluent استفاده شده است. در اين تحقيق جريان از نوع دائمي و اغتشاشي و سيال تراكمناپذير در نظر گرفته شده است. مدل آشفتگي مورد استفاده در اين تحقيق مي باشد. به طوركلي مي توان گفت افت انرژي در مدل هاي شاهد بين 11 درصد براي مدل با شيب 1 به 4 تا 66 درصد براي مدل با شيب 1 به 5 متغير است. نتايج مقايسه افت در مدل هاي با بستر داراي موانع در همه مدل ها روند خطي نزولي را نشان مي دهد. بطور كلي، مقدار نسبي افت انرژي در شيب 1 به 4 داراي بيشترين و در شيب 1 به 5 داراي كمترين مقدار مي باشد. به اضافه، افت انرژي در اين مدل ها نسبت به انرژي بالادست از 83 درصد براي مدل با شيب 1 به 4 تا مقدار 45 درصد در مدل با موانع مكعبي و شيب 1 به 8 متغير است. همچنين در مدل هاي با موانع بستر ميزان افت انرژي از 18 تا 41 درصد نسبت به مدل شاهد افزايش داشته است. همچنين با استفاده از رگرسيون چند متغيره روابطي براي پيش بيني افت انرژي استخراج شد.

In this study، energy loss in chutes with cubic submerged obstacles is investigated. The advantages of this method over previous methods such as stepped spillway are lower risk of cavitation. FLUENT finite volume software was used for the numerical computation. The flow was considered turbulent and incompressible. The turbulent model of k  (RNG) was used in this study. In general، for the range of discharges in this study، the energy lost varies from 11% in 1:4 slope to 66% in 1:5 slope for witness models. The results of energy lost in blocked-bed models showed a linear decrease with a relatively steep slope. In general، the “relative energy lost” was shown to be the most in 1:4 slope and the least in 1:5 slope. Moreover، the energy loss relative to upstream energy varies from 83% in models with 1:4 slope to 45% in the blockedbed models with 1:8 slopes. Also، energy loss in blocked-bed models has been increased from 18 to 41 percent in comparison to the witness models. Using multivariate regression، some equations was developed to estimate energy lost.