بررسی توزیع تنش برشی بستر در کانالهای مرکب مستقیم با استفاده از شبیهسازی عددی و مقایسه نتایج Ansys Fluent و Flow-3D
نویسندگان
1 استاد گروه مهندسی آب،دانشگاه فردوسی مشهد- مشهد،ایران
2 علوم ومهندسی آب- دانشگاه فردوسی مشهد- مشهد - ایران
3 گروه مهندسی آب دانشگاه فردوسی مشهد
doi
چکیده
تمایز اصلی مقاطع مرکب با مقاطع ساده در کانالها به دلیل اختلاف سرعت بین سیلابدشت و کانال اصلی میباشد. این تغییر سرعت، در نهایت موجب تغییرات در توزیع تنش برشی بستر کانال میگردد. ساختار آشفتگی جریان در کانالهای مرکب به دلیل ترکیب تنش برشی مرزی و تنش رینولدز در نزدیکی فصل مشترک سیلابدشت و کانال اصلی، پیچیده است. با توجه به آنکه هیدرولیک جریان در رودخانهها که نوعی کانال مرکب به حساب میآیند، تابع شکل آنها میباشد و تغییرات شکل کانال تابع تنش برشی وارد بستر است، تعیین توزیع تنش برشی بستر در رودخانهها نیز از اهمیت زیادی برخوردار است. در این تحقیق، توزیع تنش برشی مرزی در کانالهای مرکب با 2 مدل عددی نرمافزارهای Fluent و Flow-3D شبیهسازی گردیده و با دادههای آزمایشگاهی واقعی (والینگفورد انگلستان) مقایسه شدهاند، همچنین مقایسهای بین نتایج خروجی توزیع تنش برشی در مقطع مرکب بر مبنای روش YLM نیز صورت گرفته است. برای صحت-سنجی نتایج شبیهسازی از 3 روش تعیین همگرایی (پارامترخطا) با نتایج تجربی استفاده شده است. بررسی نتایج نشان داد که تطابق بسیار خوبی بین نتایج مدلهای عددی و با دادههای آزمایشگاهی وجود دارد و در نتیجه هر دو نرمافزار میتوانند توزیع تنش برشی را به نحو مناسبی محاسبه نمایند. در مجموع نتایج عددی نرمافزار Fluent در مقایسه با نرمافزار Flow 3D به دادههای آزمایشگاهی نزدیکتر بودند.