مقایسهی شبیههای مختلف آشفتگی به منظور شبیهسازی مناسب جریانهای چگال در مجاورت محل کاهش شیب بستر
نویسندگان
1 استادیار گروه مهندسی عمران دانشگاه آزاد اسلامی واحد لارستان، لارستان، ایران
2 دانشچوی کارشناسی ارشد سازه های هیدرولیکی، گروه مهندسی عمران دانشگاه آزاد اسلامی، واحد یاسوج ، یاسوج، ایران
doi
چکیده
جریانهای چگال، به دلیل وجود تفاوت جرم حجمی مابین دو سیال، و یا مابین لایههای یک سیال، ایجاد میگردند. در این تحقیق با استفاده از یک شبیه عددی (نرمافزار پویای سیالات محاسباتی FLUENT) اقدام به شبیهسازی جریانهای چگال شور عبوری از روی یک بستر حاوی ناپیوستگی شیب گردید. گفتنی است که از نتایج آزمایشگاهی مطالعات گارسیا (1993) به منظور واسنجی و اعتبارسنجی نتایج محاسباتی کمک گرفته شد. معلوم گردید که استفاده از شبیه آشفتگی (از نوع RNG)، و شبکهای با ابعاد بهینه، به خوبی میتواند ویژگیهای جریان چگال شور را با توجه به مسألهی شکست شیب شبیهسازی نماید. این مطلب در مورد نیمرخهای قائم سرعت و غلظت موضعی (در مقاطع فوق و زیربحرانی پیش و پس از پرش چگال)، ضخامت جریان چگال، رخدادن پرش چگال، مقدار بیشترین سرعت موضعی و ارتفاع متناظر با این سرعت صادق میباشد. ضمناً، نتایج عددی جهت شبیهسازی ضخامت جریان چگال شور (در ناحیه زیربحرانی پس از پرش، و نیز در ناحیه پرش، بویژه در ناحیهی فوقبحرانی پیش از پرش) نشان داد که علاوه بر شبیه آشفتگی از نوع RNG، شبیه آشفتگی از نوع معیار نیز سازگاری نسبتاً مناسبی را با نتایج آزمایشگاهی از خود نشان میدهد. در این تحقیق، موقعیت بیشترین سرعت در ناحیهی فوقبحرانی جریان چگال شور نسبت به ناحیه زیربحرانی به بستر، نزدیکتر بود. همچنین، استفاده از شبیه آشفتگی از نوع RNG منجر به نیمرخهای دقیقتری از سرعتهای موضعی نسبت به نیمرخهای قائم غلظتهای موضعی گردید. علاوه بر این، به علت محدودیت در عمق آب تمیز محیطی، یک جریان برگشتی در نتایج شبیه عددی مشاهده گردید. نهایتا، با افزایش شیب قسمت ابتدایی بستر، علاوه بر انتقال موقعیت پرش چگال به پاییندست جریان، مقدار اختلاط سیال محیطی با جریان فوقبحرانی پیش از پرش نیز در مقایسهی با سایر قسمتهای جریان چگال افزایش بیشتری مییافت.
