شبیهسازی عددی جریان در حوضچه آرامشUSBR II با دیوارههای همگرا و پلههای انتهایی
نویسندگان
1 دانشجوی دکترا، دانشکده مهندسی عمران- مهندسی آب و سازههای هیدرولیکی، دانشگاه سمنان
2 استادیار، دانشکده مهندسی عمران ، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد خرم آباد
3 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تبریز
4 کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تبریز
doi
10.22034/ws.2021.11630چکیده
حوضچه های آرامش از مهمترین سازههای مستهلک کننده انرژی می باشند بطوریکه تغییر شکل حوضچه آرامش می-تواند باعث عملکرد هیدرولیکی بهتر آنها شود. در این مطالعه، با پلکانی کردن انتهای حوضچه آرامشUSBR II مدل سد نازلوچای و همگرا نمودن دیواره های حوضچه، پارامترهای فشار، پروفیل سطح آب، راندمان پرش هیدرولیکی و استهلاک انرژی جنبشی بررسی شد. برای این منظور در نرم افزارFlow-3D با استفاده از روشVOF و مدل آشفتگیRNG ، جریان در حوضچه آرامش همگرا با زوایای همگرایی5، 5/7 ،10 و5/12 درجه برای دبی 830 متر مکعب بر ثانیه شبیهسازی گردید. جهت صحت سنجی مدل عددی، از مقادیر آزمایشگاهی فشار استفاده شد. نتایج مدل سازی نشان داد که پلکانی کردن انتهای حوضچه و همگرایی دیواره ها باعث افزایش عمق پایاب و مانع خروج پرش از حوضچه آرامش می گردد. همچنین، همگرا کردن دیواره های حوضچه تأثیر مثبتی بر راندمان دارد. همگرا کردن دیواره ها باعث مستغرق شدن پرش هیدرولیکی می شود، درحالیکه پرش در حوضچه آرامش با دیواره های موازی بصورت آزاد می باشد. بهترین زاویه همگرایی از نظر عملکرد، حوضچه با زاویه همگرایی 5 درجه می باشد که راندمان به میزان 136 درصد نسبت به حوضچه با دیواره های موازی افزایش می یابد. مقایسه نتایج استهلاک انرژی برای مقاطع مختلف حوضچه در اعماق متفاوت نشان داد که حداکثر استهلاک انرژی در اعماقی بین30-20 درصد عمق جریان رخ میدهد که در نظر گرفتن این نکته، باعث طراحی سازه ایِ بهتر حوضچه آرامش می شود.