بررسی عددی و آزمایشگاهی تأثیر دیواره مرکزی غیر مستغرق مقسم جریان بر مشخصات جریان در خم تند 90 درجه

با توجه به اهمیت موضوع و همچنین توجه به این نکته که بیشتر مطالعات صورت گرفته در خمها برای قوس ملایم بوده است ، تحقیق حاضر مطالعه بر روی ساختار جریان در قوس تند 90 درجه را هدف خود قرار داده و برای کنترل اثرات جریان ثانویه در آن از روشی نوین که براساس کارگذاری صفحات غیر مستغرق در خم می باشد، استفاده کرده است . مطالعات هم به صورت آزمایشگاهی و هم عددی با استفاده از نرم افزار fluent برای دو حالت قوس بدون دیواره میانی و با دیواره میانی در طول قوس در دودبی متفاوت صورت گرفته است . مطلب قابل اهمیت در مدلسازی عددی انتخاب مدل آشفتگی می باشد که در پایان نامه حاضر پس از بررسی تجارب گذشتگان در این زمینه چهار مدل مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته اند. پس از مقایسه نتایج آزمایشگاهی و عددی و حصول اطمینان از عملکرد مطلوب نرم افزار ، داده های مربوط به جریانهای ثانویه از مدلهای عددی برداشت شد. با توجه به اطلاعات بر داشتی از مطالعات آزمایشگاهی که شامل سرعت محوری و عمق آب در نقاط مختلف کانال می شود و همچنین خروجی های حاصل از نرم افزار ، مقایسه نتایج میان فاکتورهای سرعت محوری، میزان بربلندی و جریان ثانویه صورت پذیرفته است . با توجه به مطالب مشروحه فوق که فصل اول پایان نامه را تشکیل می دهد ، در فصل دوم به لزوم بررسی جریان در قوس و پیشینه تحقیقات در این زمینه پرداخته شده است .در فصل سوم معادلات حاکم در دو حالت جریان آرام و آشفته بیان گردیده است. فصل چهارم حاوی مطالبی درمورد مدلهای متفاوت آشفتگی می باشد و در فصل پنجم جهت آشنایی با نرم افزار fluent مطالبی ارائه شده است . تشریح مدل آزمایشگاهی مورد استفاده در فصل ششم گنجانده شده و در فصل هفتم مطالعات آزمایشگاهی و چگونگی انجام آن بیان گردیده است . روند شبیه سازی عددی فصل هشتم را تشکیل داده و در فصل نهم چگونگی انتخاب مدل آشفتگی و نتایج حاصل از آن بیان گردیده است .فصل دهم صحت سنجی داده های عددی حاصل از نرم افزار و تحلیل مدلهای عددی را در بر می گیرد . در نهایت فصل آخر به جمع بندی و نتیجه گیری نهایی حاصل از مقایسه بین حالتهای مختلف پرداخته و پیشنهاداتی را به آیندگان ارائه می دهد. نتایج نشان می دهد سرعت ماکزیمم در فاصله ای برابر با عرض کانال قبل از قوس متمایل به دیواره داخلی شده و از زاویه ای حدود 45 درجه شروع به حرکت به سمت دیواره خارجی کانال می نماید. همچنین شیب عرضی سطح آب در فاصله ای کمتر از عرض کانال قبل از قوس شروع شده و تا زاویه 45 درجه افزایش و پس از آن کاهش می یابد. ایجاد دیواره باعث انتقال سرعت ماکزیمم در پس از قوس از جداره خارجی به میانه کانال شده و سرعت جریان ثانویه را تا حدود 40% کاهش می دهد.