1دانشیار گروه سازه های آبی دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز
2کارشناس ارشد عمران- سازه های هیدرولیکی
چکیده
در این تحقیق الگوی جریان در تلاقی 90 درجه دو کانال مستطیلی، به صورت سه بعدی و با استفاده از Fluent 6.3 مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور شبیه سازی جریان آشفته از مدل آشفتگی تنش رینولدز استفاده و جریان به صورت ماندگار تحلیل شده است. برای صحت سنجی نتایج حاصله، از نتایج آزمایشگاهی شیومیت استفاده گردیده است. مقایسه نتایج حاصل از مدل عددی با داده های آزمایشگاهی نشان می دهد که مدل مزبور الگوی کلی جریان در محل تلاقی کانال ها را در حد مناسبی شبیه سازی کرده و متوسط خطای پیش بینی سرعت در طول کانال اصلی بین 5/3 تا 10 درصد می باشد. همچنین تأثیر نسبت دبی بر ابعاد ناحیه جدایی جریان ایجاد شده در کانال اصلی پایین دست تلاقی و توزیع تنش برشی بستر مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که در اثر افزایش نسبت دبی، طول و عرض ناحیه جدایی کاهش می یابد. شاخص شکل ناحیه جدایی محاسبه شده در این تحقیق دارای مقدار میانگین 18/0 بوده که در محدوده مقادیر آزمایشگاهی قرار دارد. از سوی دیگر با افزایش نسبت دبی حداکثر تنش برشی بستر کاهش می‌یابد.
Numerical Simulation of 3D Flow Pattern at Open-Channel Junctions
نویسندگان [English]
S. H. Musavi Jahromi1؛ R. Goudarzizadeh2
1Associate Professor, Hydraulic Structures Department, Faculty of Water Sciences Engineering, Shahid Chamran University, Ahwaz,Iran.
2M. Sc. in Hydraulic Structures
چکیده [English]
This paper numerically investigates the 3D flow pattern at the 900 equal-width rectangular open channel junction. The Reynolds-Stress Model (RSM) is applied to simulate the turbulent flow. The flow is analyzed under steady-state conditions. Shumate's experimental findings are used to test the validity of the numerical modeling. Comparison of the modeling data with the experimental ones indicated a close proximity between the flow patterns of two sets. The average prediction error of velocity showed a range between 3.5%-10%. Effects of the discharge ratio on separation zone dimensions, created in the main-channel, downstream of the junction, indicated an inverse relation, where increase in discharge ratio, will entail a decrease in the length and width of the separation zone. In this research, the shape index of separation zone was found to be an average value of 0.18. Comparison of the results further showed that the increment in discharge ratio will lead to decreased in the maximum value of bed shear stress. The study also found the Fluent as a powerful numerical tool for the analysis of flow pattern in the feasibility stage of the hydraulic engineering projects.
ابتدای صفحه