شبیهسازی سهبُعدی میدان جریان در حوضچه رسوبگیر گردابی با استفاده از مدل عددی SSIIM
نویسندگان
1 گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران
2 گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران
3 گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
doi
10.22059/ijswr.2020.307468.668689چکیده
انتقال رسوبات در کانالهای آبیاری یکی از چالشهای مهم در طراحی سیستمهای آبیاری میباشد. حوضچه رسوبگیر گردابی (VSB) یکی از انواع رسوبگیرهای با ابعاد کم و راندمان بالا میباشد که با استفاده از گردابههای جریان، رسوبات را حذف میکند. پژوهشهای صورت گرفته در مورد ساختار جریان در VSBها عمدتا بر پایه مدلهای فیزیکی و آزمایشگاهی بوده و مطالعات مدلسازی ریاضی کمی در مورد ساختار جریان درون این نوع رسوبگیر انجام شده است. در این پژوهش میدان جریان سهبعدی درون VSB با استفاده از مدل SSIIM شبیهسازی شد و نتایج میدان سرعت حاصل از مدلهای تلاطمی موجود در مدل با مقادیر آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل SSIIM قادر به شبیهسازی پدیدههای غالب درون VSB همچون گردابه مرکزی و گردابههای ثانویه در اطراف دیوارهها میباشد. همچنین نتایج نشان داد که توزیع سرعت مماسی در حوضچه رسوبگیر گردابی در بعضی از قسمتهای میدان که دارای فاصله بیشتری از کانالهای ورودی و خروجی میباشند، از توزیع گردابه ترکیبی رانکین پیروی میکند هر چند این گزاره در همه قسمتهای میدان صادق نیست. مدل تلاطمی k-ε نتایج غیرقابل قبولی را برای توزیع سرعت مماسی بدست میدهد، در حالی که توزیعهای سرعت مماسی و شعاعی بدست آمده از مدل k-ω انطباق قابل قبولی با اندازهگیریهای آزمایشگاهی دارد.