بررسی پارامترهای آشفتگی در پرش هیدرولیکی با مقاطع مستطیلی واگرا با استفاده از مدل Fluent

حوضچه های آرامش با مقطع واگرا دارای عملکرد هیدرولیکی مناسب تر و هزینه ساخت کمتر نسبت به حوضچه های کلاسیک می باشند. در تحقیق حاضر با به کارگیری داده های آزمایشگاهی و به ازای هفت عدد فرود مختلف در محدوده 1/9-2/3، سه مدل از حوضچه های مذکور با هندسه های مختلف از نظر زاویه واگرایی و نوع دیواره، در حالت سه بعدی مورد شبیه سازی عددی قرار گرفت. برای تحلیل آشفتگی از مدل های k-ε RNG و RSM و برای سطح آزاد جریان از مدل حجم سیال (VOF) در محیط نرم افزار Fluent استفاده شد. دقت مدل های آشفتگی مذکور در شبیه سازی سطح آزاد پرش مشابه یکدیگر و میانگین خطای محاسباتی آنها به ترتیب 4/7 و 7/5 درصد حاصل شد. اما در شبیه سازی پروفیل های سرعت مدل RSM عملکرد بهتری را به همراه داشت، به طوری که میانگین خطای محاسباتی مدل های k-ε RNG و RSM به ترتیب 2/16 و 7/7 درصد بدست آمد. بر اساس نتایج مدل عددی وقوع جریان دوپایا در مقاطع واگرا به خوبی قابل مشاهده بود. همچنین با استفاده از مدل RSM توزیع قائم شدت آشفتگی، تنش های رینولدز و انرژی جنبشی اغتشاش در مقاطع مختلف پرش مورد بررسی قرار گرفت.