شبیه‌سازی عددی جریان بر روی سرریز جانبی کنگره‌ای به روش شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ (LES)

نویسندگان

1 گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه فردوسی مشهد

2 گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه فردوسی مشهد

3 گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه فردوسی مشهد

doi
چکیده

در پژوهش حاضر جریان پیرامون سرریز‌های جانبی کنگره‌ای با استفاده از شش مدل‌ مختلف مقیاس زیر شبکه‌ای در روش شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ (LES) و نیز چهار مدل مبتنی بر RANS به صورت سه بعدی در اندازه‌ی شبکه‌ی محاسباتی مختلف با استفاده از نرم‌افزار ANSYS FLUENT مدلسازی شد و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردید. با مقایسـه نتـایج دبی و پروفیل سطح آب بـه دسـت آمـده از شـبیه‌سازی عددی و نتایج آزمایشگاهی، مدل مقیاس زیر‌شبکه‌ی مناسب در روش LES برای مطالعات هیدرودینامیک و پارامتریک انتخاب شـد و با بهترین مدل مبتنی بر RANS ( مدل K-ε-Standard) مقایسه شد. نتایج هر دو مدل با مقادیر آزمایشگاهی مطابقت خوبی دارد. هر چند پروفیل سطح آب به دست آمده از مدل مبتنی بر RANS نسبت به روش شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ از دقت بالاتری برخوردار است اما روش LES می‌تواند الگو و رفتار پیچیده‌ی جریان را با جزئیات بیشتری نسبت به مدل مبتنی بر RANS پیش‌بینی نماید. بنابراین با توجه به نتایج مناسب به دست آمده از مقایسه‌ی دبی‌ها و پروفیل‌های سطح آب آزمایشگاهی و شبیه‌سازی عددی و نیز اطمینان در مورد توانایی نسبتا بالای روش شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ، پارامتر‌های توزیع سرعت، جریان ثانویه و توزیع تنش برشی در کانال‌های دارای سرریز جانبی کنگره‌ای مورد بررسی قرار گرفت.