فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

پرش هیدرولیکی نوعی جریان متغیر سریع بوده که در اثر آن جریان فوق بحرانی در فاصله کوتاهی به جریان زیربحرانی تبدیل می‌شود. این پدیده به‌دلیل کاربردها و مزیت‌های فراوانی که دارد همواره موردتوجه پژوهش‌گران بوده است. در پژوهش حاضر، میدان جریان دوفازی آب- هوا در پرش هیدرولیکی در حالت دوبعدی به‌کمک نرم‌افزارهای متن‌باز اوپن‌فوم و تجاری انسیس فلوئنت شبیه‌سازی شده که پرش هیدرولیکی از نوع کلاسیک برای جریان ورودی با عدد فرود 5/7 و عدد رینولدز 106×4/1 می‌باشد. در شبیه‌سازی عددی فصل مشترک بین دو فاز آب‌وهوا از روش حجم سیال و برای مدل‌کردن آشفتگی از روش RANS استفاده شده نتایج حاصل از مدل‌سازی با استفاده از این دو نرم‌افزار با یکدیگر و نتایج آزمایشگاهی موجود در پیشینه پژوهش مقایسه شده است. نتایج پژوهش که شامل مشخصه‌های هیدرولیکی پرش از قبیل طول غلتک، عمق ثانویه، پروفیل سطح آزاد، حداکثر و حداقل سرعت در مقاطع قائم در طول پرش و غلظت هوای جریان می‌باشد حکایت از تطابق مناسب نتایج عددی و آزمایشگاهی دارد. طول غلتک پرش هیدرولیکی حاصله با استفاده از نرم‌افزارهای اوپن‌فوم و انسیس فلوئنت به‌ترتیب 51/1 و 55/1 متر محاسبه شد که خطا نسبت به مقادیر آزمایشگاهی به‌ترتیب حدود چهار و هفت درصد است. ضریب تعیین پروفیل سطح آزاد در اوپن‌فوم و انسیس فلوئنت به‌ترتیب 99 و 95 درصد بوده و شاخص KGE برای پروفیل سطح آزاد 94/0 و 8/0 است. حداکثر غلظت هوا در ناحیه برشی پرش در عمقی معادل 42/1 برابر عمق اولیه پرش، برابر با 41/0 مشاهده شد.