تحلیل دو و سه بعدی جریان‏ فوق بحرانی در خم‏ها

نویسندگان

1 گروه عمران دانشکده مهندسی دانشگاه فردوسی مشهد، بلوار وکیل آباد، مشهد،

2 عضو هیئت علمی دانشکده عمران دانشگاه فردوسی مشهد

doi
10.30482/jhyd.2021.306198.1556
چکیده

چکیده: جریان فوق بحرانی در کانال‏های افقی با خم 90 درجه‏ و مقطع مستطیلی به صورت آزمایشگاهی و عددی بررسی می‌شود. نسبت شعاع انحناء به عرض کانال (rc/b) در محدوده 50/1 تا 83/4 و عدد فرود جریان ورودی به خم Fr0 بین 82/1 تا 18/6 قرار دارد. در شبیه‏سازی دو بعدی از مدل عددی Roe2D و برای مدل‏سازی سه بعدی از نرم‏افزار Flow3D استفاده شده است. مدل‏ سه بعدی به خوبی قادر به شبیه‏سازی رفتار جریان فوق بحرانی در خم است اما مدل دو بـعدی که از حل معــادلات آب‏های کم‏عمـق به دست آمده است، برای مقادیر 3 > Fr0 دقت قابـل قبولی دارد. با افزایش عدد فرود جریان ورودی به خم، خطای این مدل بیشتر می‏شود. با مقایسه توزیع فشارهای هیدرواستاتیک و هیدرودینامیک و همچنین مؤلفه قائم شتاب در خم ثابت می‌شود که فرض اساسی معادلات آب‏های کم‏عمق یعنی توزیع فشار هیدرواستاتیک که در نتیجه آن از اثر شتاب قائم ذرات آب صرفنظر می‏شود، تأثـیر زیادی در خطای برآورد رفتارجریان به خصوص در اعداد فرود بالا دارد.