شبیه سازی جریان در خم رودخانه با نرم افزار فلوئنت

2014/09/05 بدون نظر ANSYS FLUENT PORTFOLIO

در کارهای عملی برای انتقال آب در کانال‌ها روباز اغلب به دلیل شرایط توپرگرافی، اهداف پروژه و … ناگزیر از ایجاد انحنا در مسیرانتقال آب می‌باشیم. توجه به جریان آب در کانال‌های غیره از ارزش مهندسی بالایی برخوردار است برقراری جریان در چنین کانال‌هایی توام با بروز رفتارهایی است، متفاوت از آنچه که در کانال‌های مستقیم اتفاق می‌افتد.

در حالتی که رژیم جریان زیر بحرانی  پدیده اضافه ارتفاع، جریان ثانویه و جریان حلزونی اتفاق می‌افتد و در رژیم جریان فوق بحرانی شکل گیری امواج متقاطع پدیده حکم می‌باشد.

بدون توجه به رفتار جریان در کانال خمیده، طراحی کانال صحیح اقتصادی و فنی نخواهد بود و به همین جهت مطالعات زیادی در این خصوص صورت گرفته است عمده مطالعات در زمینه جریان ؟ در حالت زیر بحرانی است که افراد مختلفی سعی داشته‌اند با استفاده از فرضیات ساده کننده جریان درخم را تحلیل کنند و میزان اضافه ارتفاع و جریان حلزونی را محاسبه کنند.

در حالت فوق بحرانی به علت برخورد جریان با دیواره بیرونی افزایش ارتفاع و به علت عقب نشینی دیواره داخلی نسبت به جریان، کاهش ارتفاع رخ می‌دهد که منجر به ایجاد امواجی در سطح آب می‌شود با توسعه روش‌های عددی در دوره‌های اخیر مطالعات در کانال‌های خمیده در حالت جریان فوق بحرانی توسعه زیاد پیدا کرد.

در طراحی کانال‌های روباز ممکن است به علت شرایط زمین وضعیت توپوگرافی، اهداف پروژه و … ناگریز از ایجاد انحنا در مسیر کانال به علت شرایط ویژه جریان در مسیرهای پیچ و خم‌دار طراحی چنین کانال‌هایی توام با پیچیدگی‌های فراوانی است در هنگام عبور جریان از مسیرهای غیر مستقیم یا منحنی شکل از شرایط رژیم زیر بحرانی خطوط جریان دارای انحنا می‌شود که در نهایت منجر به جریان حلزونی می‌گردد در چنین جریان‌هایی به علت وجود نیروی گریز از مرکز جدید اضافه ارتفاع رخ می‌دهد که در این پدیده سطح آب در قسمت دیوار خارجی انحناء بالا و در قسمت داخلی آن پایین می‌آید از جمله ویژگی‌های جریان در کانال‌های غیرمستقیم این است که مقادیر  (ضر یب تصحیح انرژی) و  (ضریب تصحیح ) بیشتر از کانال‌های مستقیم هستند و دلیل این امر نامنظمی شدید توزیع سرعت سطوح مقاطع خم می‌باشد.

در کانال‌های غیرخطی بر حسب رژیم جریان وضعیت هیدرولیکی خاصی مشاهده می‌شد.

در مطالعه جریان‌های زیر بحرانی در کانال‌های غیرمستقیم، جریان‌های حلزونی از اولویت خاصی برخوردار هستند این جریان‌ها اساساً یک پدیده اصطکاکی هستند و در تجزیه و تحلیل مسائل مربوط به آن از عدد رینولدز کمک گرفته می‌شود.

اگر جریان در کانال‌های غیرمستقیم فوق بحرانی باشد امواج عرضی ثقلی تشکیل می‌شود و بر حالت سطح آب تاثیر می‌گذارند عامل ایجاد امواج در رژیم جریان فوق بحرانی برخورد خطوط جریان با دیوار خارجی و دور شدن خطوط جریان از دیوار داخلی می‌باشد.

جریان‌های حلزونی به حرکت مارپیچی ملکول‌های آب که در جهت اصلی جریان در راستای طول کانال حرکت می‌کند گفته می‌شود و چنین استنباط می‌گردد که علاوه بر مولفه اصلی سرعت در جهت عمود بر سطح مقطع جریان مولفه‌های دیگری از سرعت وجود دارد که بر سطح مقطع جریان عمود هستند این مولفه‌های عرضی سرعت موجب ایجاد جریان‌های ثانویه در سطح مقطع می‌شوند ترکیب جریان اصلی و جریان‌های ثانویه جریان حلزونی را در کانال به وجود می‌آورد.
آموزش خصوصی و تخصصی نرم افزار فلوئنت در زمینه جریان های چند فازی در رابطه با رشته های مهندسی عمران آب و سازه های هیدرویکی پذیرفته می شود

{jcomments on}

ارسال نظر شما

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Telegram
Telegram
logo-samandehi