شبیه سازی عددی جریان در حوضچه آرامشUSBR II با دیواره های همگرا و پله های انتهایی

حوضچه های‎ ‎آرامش‎ ‎از‎ ‎مهمترین‎ ‎سازه های‎ ‎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 ‏شبیه سازی 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 تاثیر 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 می دهد که در نظر ‏گرفتن این نکته، باعث طراحی سازه ای بهتر حوضچه آرامش می شود. ‏