شبیه سازی دو بعدی جریان در سرریزهای پلکانی با استفاده از مدلهای آشفتگی و مقایسه نتایج با مدل فیزیکی

سرریزهای پلکانی به دلیل تاثیر قابل توجه آن بر استهلاک انرژی جریان و به جهت قابلیت تطبیق ساخت آن با تکنولوژی بتن غلطکی کوبیده دارای اهمیت زیادی هستند. در طراحی این سرریزها معمولا از مدل فیزیکی استفاده می شود که مستلزم صرف هزینه و زمان زیاد میباشد. اما توسعه کامپیوترهای با سرعت بالا راه را برای انجام فعالیت در زمینه دینامیک سیالات محاسباتی هموار کرده است و با استفاده از آن میتوان از صرف هزینه و زمان زیاد جلوگیری نمود. در این تحقیق از داده های فیزیکی جهت شبیه سازی جریان در سرریزهای پلکانی استفاده شده است. مدل محاسباتی مورد استفاده نیز مدل کامپیوتری FLUENT میباشد. رژیمهای جریان روی های و بینابینی برای این سرریز مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای مدل شده شامل عمق مشخصه (y90)، سرعت مشخصه (V90) و سرعت جریان آب زلال و غلظت متوسط هوا بودند. مدلهای جریان چند فازی حجم سیال (VOF)، اختلاط و اولرین و همچنین مدلهای تلاطم k-ε به صورت دوبعدی و سه بعدی به همراه الگوریتمهای حل همزمان فشار - سرعت PISO وSimple مورد استفاده قرار گرفت. از بین مدلهای جریان چندفازی، مدل اختلاط و از بین مدلهای تلاطم، مدل RNG k-ε بهترین جواب را داشتند. نتایج بدست آمده، برای رژیم رویه ای جهت برآورد پارامترهای طراحی با در نظر گرفتن اختلاط حباب هوا مناسبتر و برای رژیم جریان بینابینی ضعیف است.