مدل سازی عددی جریان در پیچ
چکیده
در این تحقیق، با استفاده از مدل عددی سه بعدی فلوئنت ابتدا الگوی جریان آشفته در کانال مستقیم با شیب تند مدل سازی شد و انطباق پروفیل های سرعت حاصل از آن با فرمول های تحلیلی بررسی شد. در ادامه الگوی سه بعدی جریان فوق بحرانی در قوس 180 درجه و 51 درجه به صورت جریان دو فازی (آب و هوا) مدل سازی گردید و نتایج حاصل از موج اول (مهمترین موج) در جداره های داخلی و خارجی با نتایج آزمایشگاهی موجود مقایسه شد. با توجه به وجود جریان فوق بحرانی در قوس و تأثیر ناچیز تنش برشی و اهمیت بالای اینرسی، تفاوت چندانی بین مدل های آشفتگی وجود نداشته و لذا جهت مدل سازی آشفتگی از مدل k-? استاندارد استفاده شد. در ادامه، تأثیر برخی ازپارامتر های حاکم بر جریان بر الگوی جریان در خم بررسی گردید. نتایج بررسی نشان داد با افزایش عدد فرود نسبت بی بعد تراز سطح آب افزایش می یابد که با افزایش نسبت تراز سطح آب، عمق ماکزیمم و زاویه ماکزیمم در جداره خارجی افزایش یافته و تقریباً به همین میزان عمق آب در جداره داخلی کاهش می یابد به طوری که از عدد فرود 4 به بعد جریان آب کم کم به جداره خارجی متمایل شده و تراز سطح آب بالاتر می رود و با افزایش عدد فرود جداره داخلی شروع به خشک شدن می کند. همچنین در این مدل از عدد فرود 4 به بعد تقریباً هیچ موج دومی تشکیل نمی شود.