15779

15779

مدل سازي جريان در مجراي تخليه كننده تحتاني سد

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

فروردين ماه 1395

فروردين ماه 1395

دكتر مهدي مقيمي

مكانيك

چكيده تخليه كننده تحتاني سدها يكي از اجزاي مهم اين سازه ها مي باشند كه در معرض مشكلات هيدروليكي متعددي مي باشند. با بالا رفتن ارتفاع سد، سرعت جريان در تخليه كننده اين سدها بالا رفته و در نتيجه فشار موضعي كاهش مي يابد كه متعاقبا كاواك زايي را بدنبال دارد. در حال حاضر با تعبيه هواده در پايين دست دريچه ها از ايجاد كاواك زايي جلوگيري مي شود. محدوديت هاي استفاده از روش مدلسازي فيزيكي از قبيل صرف زمان و هزينه ، محققين را به سمت استفاده وسيع از مدلسازي عددي سوق داده است. يكي از نكاتي كه تاكنون در مورد مدلسازي اين گونه مجراها كمتر رعايت شده است، مدل سازي همزمان جريان در كانال بالا و پايين دست مي باشد. اهميت اين موضوع در مطالعه رفتار جريان در كانال پايين دست، بررسي احتمال وقوع پديده گرفتگي كانال پايين دست مي باشد كه مشكلاتي را براي هوا رساني در مقطع بعد از دو دريچه ايجاد مي نمايد. از اين رو طراحي هندسي تخليه كننده تحتاني همواره نياز به بهبود و اصلاح دارد. در اين مطالعه، سعي بر آن است با شبيه سازي جريان در يك مجراي نمونه، امكان استفاده از نتايج شبيه سازي هاي عددي به جاي مدل سازي تجربي سنجيده شود تا بتوان با زمان و هزينه كمتر هندسه تصحيح شده را ارايه نمود.اين تحقيق با استفاده از نرم افزار Flow-3D بر روي دريچه سرويس در بازشدگي هاي مختلفانجام شد. براي مدلسازي تنش هاي رينولدز از مدل آشفتگي k-ɛاستفاده شده است. تاثير پارامترهايي ازجمله زاويه بين دو دريچه و شيب كانال بر ميزان هوادهي بعد از دريچه، شاخص كاواك زايي، نيروهاي هيدروديناميكي بررسي مي شود. از مقايسه نتايج عددي با نتايج تجربيمشخص مي شود كه با دقت 5 تا 10 درصد نتايج عددي با نتايج تجربي تطابق دارد بنابراين مي توان به جاي مدل تجربي از مدل عددي استفاده نمود. در نهايت مي توان با مطالعه عددي چندين تخليه كننده تحتاني آزمايشگاهي، مدلي كامل ارايه كرد تا بتوان از انجام مطالعه تجربي بي نياز شد. واژه‌هاي كليدي:تخليه كننده تحتاني سد داريان،نيروهاي افقي و عمودي،شاخص كاواك زايي، هوادهي، نرم افزار Flow-3D