ارزیابی دقت مدل سه بعدی SSIIM2 در شبیه سازی میدان جریان در کانال قوسی U شکل با آبگیر جانبی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجو

2 دانشگاه یاسوج

چکیده

هدف از این پژوهش بررسی قابلیت مدل عددی SSIIM2 در شبیه سازی الگوی جریان در اطراف دهانه‌ی آبگیر، در یک کانال خمیده می‌باشد زیرا جریان در کانال خمیده کاملا سه بعدی و پیچیده می باشد. مدل های فیزیکی به دلیل پیچیدگی جریان قادر به ارایه درک روشنی از فیزیک حاکم بر این پدیده‌ها نمی‌باشند. بنابراین برای داشتن درک روشنی از پدیده لازم است در کنار مطالعات صحرایی و آزمایشگاهی، این پدیده‌ها به صورت عددی نیز بررسی شوند. در این پژوهش میدان جریان در یک کانال U شکل که آبگیر جانبی در موقعیت 115 درجه از ابتدای قوس و با زاویه انحراف 45 درجه در دیواره خارجی قوس نصب شده است با استفاده از نرم افزار سه بعدی SSIIM2 شبیه سازی شده است. نتایج حاصله نشان می‌دهد مدل عددی SSIIM2 در شبیه‌سازی خطوط جریان، میدان سرعت و تشخیص الگوی جریان در دهانه آبگیر مقادیر قابل قبولی را پیش‌بینی کرده‌ است اما در بعضی نقاط میدان حل مانند نزدیک دیواره به دلیل ضعف مدل k-ε و نواحی نزدیک بستر نتایج مدل SSIIM2 با نتایج آزمایشگاهی تطابق ندارد. به طوریکه متوسط خطای پیش‌بینی در نزدیک جداره‌ها 63/9 درصد و در نواحی دور از جداره‌ها 84/3 درصد می‌باشد. همچنین مدل در شبیه‌سازی بردار جریان ثانویه هماهنگی خوبی با نتایج آزمایشگاهی نشان نمی دهد. اما بررسی الگوی جریان در کانال آبگیر که دارای هندسه مستقیم می باشد، مدل آشفتگی k-ε نتایج مناسبی از الگوی جریان در مقاطع عرضی درون آبگیر را نشان می دهد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Validating of SSIIM 3D MODEL for Flow field Simulation in a U shape Channel Bend with Intake

نویسنده [English]

  • hossein asiaei 1

چکیده [English]

The purpose of this study is evaluation of SSIIM 3D mathematical for simulation of complex flow patterns. For this purpose, we simulate flow field in a U shape channel bend with intake. Application of numerical model is necessary to reduce costs and to better understand the phenomena. In this paper, flow field in a U shape channel bend that Lateral intake is located in outer bank at position 115° of channel bend 45 degree diversion angle is simulated by SSIIM 3D model.
Numerical model has good ability to predict the streamline, velocity profile and flow pattern with an average error of approximately 3.84% but there are differences near bed, inner wall and outer wall and the average error is 9.63%. This defect is due to using k-ε model. Further, prediction of secondary flow vectors is not good agreement with observed data in main channel but the flow pattern at different cross-section has good accuracy in branch channel.

کلیدواژه‌ها [English]

  • numerical simulation
  • diversion angle
  • secondary flow
  • k-ε model