مقایسه کاربرد مدل های آشفتگی در پیچ تند یک آبراهه آزمایشگاهی با نرم افزار سه بعدی فلوئنت

بیشتر رودخانه ها در طبیعت پیچان رود بوده و همیشه در حال فرسایش در ساحل خارجی و رسوب گذاری در ساحل داخلی پیچ ها هستند. بنابراین شناخت الگوی جریان و مکان های فرسایش و رسوب گذاری در پیچ ها مهم است. در این پژوهش،‏ به بررسی مدل های ریاضی آشفتگی با نرم افزار فلوئنت پرداخته خواهد شد تا مدل هایی که با داده های آزمایشگاهی هماهنگی مناسبی دارند،‏ برای استفاده در پیچ های مختلف رودخانه ای معرفی شوند. داده های آزمایشگاهی مورد استفاده،‏ کانالی با پیچ تند بوده که در دانشگاه EPFL سوئیس قرار دارد. برای بررسی مدل های آشفتگی،‏ از پارامترهای متوسط گیری شده در عمق استفاده شد. همچنین برای بررسی کمی مدل ها،‏ تعدادی پروفیل سرعت طولی مدل عددی انتخاب شده و با پروفیل های آزمایشگاهی اندازه گیری شده مقایسه شد. نتایج بررسی سرعت طولی متوسط گیری شده در عمق نشان داد که مدل های K-ε،‏ K-ω و RSM توانایی تعیین دقیق نقاط مهم جریان را ندارند. این مدل ها،‏ منطقه جدا شدگی جریان را در زاویه 90 درجه نشان می دهند در حالی که اندازه گیری ها این منطقه را در زاویه 75 درجه مشخص کرده است. اما مدل LES به صورت مناسبی منطقه جداشدگی را نشان می دهد و موقعیت های بیشینه سرعت طولی متوسط گیری شده در عمق را نیز بهتر از سه مدل دیگر مشخص می کند. مقایسه کمی پروفیل های سرعت نشان داد که مدل LES خطای کمتری از دیگر مدل ها دارد و می تواند به عنوان مدل مناسب برای بررسی الگوی جریان در پیچ آبراهه ها استفاده شود.