مقایسه کاربرد مدل های آشفتگی RSM و LES در پیچ تند

شناخت الگوی جریان و مکان های فرسایش و رسوب گذاری در پیچ آبراهه ها دارای اهمیت زیادی می باشد. اما استفاده از مدل های فیزیکی و بررسی آزمایشگاهی الگوی جریان در پیچ ها دارای محدودیت است و مدل های ریاضی می توانند کمک شایانی به شناخت الگوی جریان در پیچ ها کنند. در این تحقیق، مدل های آشفتگی RSM و LES در پیچ تند یک آبراهه ی آزمایشگاهی با استفاده از نرم افزار فلوئنت مقایسه شده اند. آبراهه ی آزمایشگاهی، کانالی با پیچ تند است که در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه EPFL مستقر می باشد. برای بررسی مدل های آشفتگی، از پارامترهای متوسط گیری شده در عمق استفاده گردید. هم چنین برای بررسی کمی مدل های آشفتگی، تعدادی پروفیل سرعت طولی انتخاب شد و با پروفیل های اندازه گیری شده مقایسه گردید. نتایج بررسی سرعت طولی متوسط گیری شده در عمق نشان داد که مدل RSM توانایی تعیین دقیق نقاط مهم جریان را ندارد. این مدل، منطقه ی جداشدگی جریان را در زاویه ی 85 درجه و با بیشینه عرض 40 درصد نشان می دهد در حالی که در اندازه گیری ها، این منطقه دارای بیشینه عرض 60 درصد عرض کل و در حدود زاویه ی 75 درجه واقع می باشد. در مقابل، مدل LES به صورت مناسبی منطقه جداشدگی را نشان می دهد و موقعیت های بیشینه سرعت طولی متوسط گیری شده در عمق را نیز مناسب تر از مدل RSM مشخص می کند. بررسی سرعت عرضی متوسط گیری شده در عمق نیز نشان داد که موقعیت های تغییر جریان عرضی به وسیله ی مدل LES مناسب تر از مدل RSM شناخته شده است. نهایتا مقایسه ی کمی پروفیل های سرعت نشان داد که مدل LES خطای کمتری دارد و نتایج مناسب تری را ارائه می دهد.