شبیه سازی عددی سه بعدی الگوی جریان در آبگیری از قوس 180 درجه

در این تحقیق مدل عددی سه بعدی برای شبیه سازی الگوی جریان در آبگیری از کانال قوسی شکل توسعه داده شده است. با توجه به انحنای مرزهای جریان و شبکه محاسباتی، معادلات سه بعدی ناویراستوکس در مختصات منحنی الخط غیرمتعامد و جابجانشده حل شده و با عنایت به پیچیدگی حاکم بر شرایط جریان، برای حل ترم های آشفتگی از مدل  برای اعداد رینولدز پایین استفاده شده است. انفصال معادلات با استفاده از روش حجم محدود صورت پذیرفته است و جهت گسسته سازی ترم های پخش و انتقال به ترتیب از طرح های اختلاف مرکزی و قاعده توانی و برای جفت نمودن میدان جریان و فشار از طرح نیمه ضمنی پایدار استفاده شده است. همچنین جهت افزایش راندمان مدل از یک بلوک با دامنه متغیر برای شبیه سازی هر دو کانال قوسی شکل و آبگیر استفاده شده است. مدل توسعه داده شده ابتدا در دو آزمون جریان در قوس 180 درجه و آبگیری از کانال مستقیم صحت سنجی گردید. سپس الگوی جریان در آبگیری از قوس 180 درجه برای زاویه استقرار 40 درجه و تحت زاویه آبگیری 45 درجه شبیه سازی و با داده های آزمایشگاهی موجود مقایسه گردید. متوسط خطای مدل سازی در کانال اصلی و آبگیر به ترتیب در حدود 3/7 و 7/19 درصد بوده است که در مقایسه با نتایج سایر مدل های تجاری در حد قابل قبول می باشد.