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.2020.307468.668689
چکیده

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.