مدل سازی عددی جریان در بلوک های میانی حوضچه های آرامش

فلوئنت از جمله نرم افزارهایی که از توان بالایی در مدل سازی جریان های سطح آزاد و تحت فشار برخوردار است. با در نظر گرفتن نیاز اساسی برای ساخت مدل فیزیکی برای برخی از سازه های هیدرولیکی، می توان از این نرم افزار به عنوان ابزاری برای شبیه سازی جریان در این سازه ها و محاسبه پارامترهای مورد نیاز، استفاده نمود. مدل مورد استفاده برای شبیه سازی جریان سطح آزاد، vof است. یکی از اجزای مهم سدهای بزرگ حوضچه آرامش است. در این سازه جریان فوق بحرانی طی یک پرش هیدرولیکی به زیربحرانی تبدیل می شود که با استهلاک انرژی همراه بوده و از تخریب بستر رودخانه در پایین دست جلوگیری می کند. این امر مانع از واژگونی دیوار سد شده و به پایداری آن می انجامد. در این بررسی، ابتدا با استفاده از نرم افزار گمبیت، هندسه و مش مورد نیاز ساخته شد و پس از آن با وارد کردن مدل ساخته شده در محیط فلوئنت، جریان مورد تحلیل قرار گرفت. برای صحت سنجی از داده های به دست آمده از مرجع شماره [32] استفاده شد. در ادامه آنالیز حساسیت انجام شد و این نتیجه به دست آمد که تغییرات ارتفاع بلوک ها بیشترین تاثیر را در میزان استهلاک انرژی خواهد داشت. پس از آن، مدل های دیگری ساخته شد تا تاثیر شکل بلوک ها و نیز جانمایی آن ها در میزان استهلاک انرژی مورد بررسی قرار گیرد. از میان شکل های پیشنهادی، بلوک های مستطیلی با پیشانی کاو و بلوک های دندانه ای بیشترین افت را در مسیر جریان ایجاد نمودند. همچنین مشاهده گردید که چینش بلوک های مجزا به جای استفاده از مانع سراسری، به دلیل تداخل جریان در پشت بلوک ها، می تواند با استهلاک بیشتر انرژی همراه باشد. هرچه فاصله میان بلوک ها کاهش می یابد، وضعیت بلوک ها به صورت حدی به سوی یک مانع سراسری پیش می رود که این امر با کاهش استهلاک انرژی همراه است. همچنین در نظر گرفتن فواصل متغیر بین بلوک ها بر میزان استهلاک انرژی می افزاید.