بررسی عددی سلول های جریان ثانویه، توزیع سرعت و تنش برشی در جریان کانال های ذوزنقه ای

پایان نامه
چکیده

کانال های روباز ذوزنقه ای یکی از رایج ترین و بهینه ترین مقاطع مورد استفاده در سیستم های انتقال آب است. جریان عبوری از کانال ها دارای سه مولفه سرعت، یک مولفه در جهت جریان و دو مولفه در جهت عرضی کانال، است. نوسانات سرعت عرضی نسبت به سرعت عمق میانگین، سبب ایجاد آشفتگی می شود. در اثر ناهمگنی این نوسانات، یک سری گردابه های چرخشی در مقطع کانال ایجاد شده که سلول های جریان ثانویه نامیده می شوند. سلول های تولیدی در اثر این نوسانات، سبب ایجاد تنش برشی عرضی در جداره های کانال شده و در نتیجه فرسایش و آبشستگی جداره های کانال مطرح می گردد. از آنجایی که بررسی آزمایشگاهی شرایط جریان در کانال ها هزینه های زمانی و مالی زیادی در برداشته و نیازمند دسترسی به آزمایشگاه های مجهز است، نیاز به بهره گیری از دینامیک سیالات محاسباتی و ابزارهای کمکی نظیر نرم افزارهای محاسباتی وجودخواهدداشت. در تحقیق حاضر، پس از مروری بر دینامیک سیالات محاسباتی (cfd) با انتخاب نرم افزار ansys cfx، جریان در کانال های ذوزنقه ای مدل سازی گردید. قابلیت cfd در مدل سازی سلول های جریان ثانویه و پارامترهایی نظیر سرعت عمق میانگین و تنش برشی بستر بررسی گردید. با صحت سنجی مدل عددی ساخته شده براساس نتایج آزمایشگاهی تومیناگا و همکاران (1989) توافق خوبی مشاهده گردید. نتایج حاکی از عملکرد بهتر مدل آشفتگی تنش برشی رینولدزssg در مدل سازی سلول های جریان بود. سطح همگرایی به دلیل پایداری نتایج در آن به عنوان سطح همگرایی بهینه انتخاب شد. با افزایش یکنواخت زبری جداره ها، ابعاد و محل قرارگیری سلول ها تغییر یافته، سرعت متوسط عمقی کاهش و تنش برشی مرزی افزایش می یابد. با ایجاد زبری غیریکنواخت تعداد سلول های ایجاد شده در مقطع کاهش می یابد. تغییر در شیب کف کانال تغییری در روند شکل گیری سلول ها ایجاد نمی کند. افزایش در نسبت ابعادی کانال سبب کاهش محسوس در ابعاد سلول های جریان می شود. با افزایش نسبت ابعادی کانال بعد طولی سلول مستقر در گوشه-ی کانال به گونه ای افزایش می یابد که به روی سلول کف کشیده شده و در مولفه های سرعت اثر میرایی ایجاد خواهد کرد.

۱۵ صفحه ی اول

برای دانلود 15 صفحه اول باید عضویت طلایی داشته باشید

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

تنش برشی در کانال ذوزنقه ای صاف

تنش برشی یکی از مهمترین موارد تحقیق را در مهندسی هیدرولیک به خود اختصاص می دهد؛  زیرا مستقیماً بر ساختار جریان تأثیر می گذارد. در این تحقیق برای مطالعه ی تنش برشی در بستر و جداره ی کانال ذوزنقه ای چندین سری آزمایش در کانال ذوزنقه ای با شیب جدار 1 به 1 و در حالت صاف انجام گردید. از پرستون تیوپ برای اندازه گیری تنش برشی استفاده گردید. روابط موجود برای تعیین تنش برشی مورد ارزیابی قرار گرفت و روابطی...

متن کامل

برآورد تنش برشی در کانال¬های ذوزنقه¬ای روباز با جداره صاف با کاربرد نگاشت همدیس

تنش برشی متوسط بستر و دیواره­ها برای کانال با مقطع ذوزنقه­ای شکل دارای جداره صاف از حل توأم معادلات پیوستگی و اندازه حرکت بدست آمده­اند. با استفاده از نگاشت همدیس، خطوط جریان و هم پتانسیل برای مقطع ذوزنقه­ای با شیب دیواره (1:1) بدست آمد و روابطی برای تعیین سهم بستر از تنش برشی کل ارائه ­شد. در تقریب اول با صرف نظر از اثرات جریان­های ثانویه و فرضی ثابت بودن لزجت گردابی، روابطی برای تعیین تنش برش...

متن کامل

توزیع سرعت و آشفتگی جریان دوفازی آب و هوا در کانال های سیلابروی پلکانی

حفاظت خاک در برابر فرسایش سیلابی برای بهره برداری بهینه از منابع آب و خاک بسیار ضروری است. یکی از روشهای ساختمانی موثر و کارآمد در تخلیه سیلاب در مناطق پرشیب شهری، استفاده از کانالهای سیلابروی پلکانی می باشد. مشخصه عمده جریان عبوری از کانالهای سیلابرو ی پلکانی، وجود تلاطم بسیار شدید و هوادهی سطحی زیاد می باشد که در اغلب مطالعات صورت پذیرفته، خصوصیات آشفتگی و تلاطم جریان بطور کامل مورد بررسی و ا...

متن کامل

بررسی عددی سه بعدی الگوی جریان و تنش برشی بستر اطراف پایه های مخروطی

Investigation of the flow pattern around bridge piers is of utmost importance because of its great effect on destruction of the piers. Despite the hydrodynamical and structural values of designing sections causing minimum turbulence against the flow passing the bridge pier, a review of the literature shows that investigation of the flow pattern around bridge piers with varying section has not b...

متن کامل

بررسی توزیع تنش برشی مرزی در جریان کانال های باز

در این تحقیق با استفاده از مفهوم انتروپی تسالیس و ماکزیمم سازی آن به کمک ضرایب لاگرانژ، رابطه ای برای پیش بینی توزیع تنش برشی در کانال های باز بدست آمده است. با توجه به اینکه ساده ترین مقطع هیدرولیکی کانال با مقطع عرضی مستطیلی می باشد، صحت سنجی رابطه در کانال مستطیلی صورت پذیرفته است. بر اساس نتایج محققین در پیش بینی توزیع تنش برشی مرزی، رابطه حاصل به دو رابطه مجزا برای بستر ودیوار کانال مستطیل...

15 صفحه اول

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه سیستان و بلوچستان

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023