تحلیل جریان در کانال های باز با استفاده از فلوئنت

اتصال کانالهای باز در بسیاری از پروژه های هیدرولیکی مورد استفاده قرار میگیرد. علاوه بر مهندسی رودخانه و کانال های زهکشی ، تاسیسات تصفیه خانه های آب و فاضلاب و سازه های عبور دهنده آبزیان از جمله مواردی هستند که اتصال کانالهای باز بطور گسترده در آنها استفاده میشوند. به طور کلی میتوان مطالعات انجام شده در این زمینه را به سه بخش عمده تقسیم کرد. بخش اول مطالعات تجربی اعم از صحرایی و آزمایشگاهی است که با استفاده از قوانین مدلسازی و روش تحلیل ابعادی و روابط تجربی و منحنی های بی بعد ارائه میگردد.

با توجه به متغیر های فراوانی که در این نوع جریان ها وجود دارد و هریک از این آزمایشها در شرایط خاصی در نظر گرفته شده است بطوری که بررسی کلیه حالت ها و شرایط نیاز به تجربه زیاد و آزمایشهای مختلف و متعدد دارد. از جمله میتوان به مطالعات best و همکاران بر روی اتصال کانالهای با عرض غیر برابر اشاره نمود.

همچنین Ramamurthy  و همکاران نیز مطالعات آزمایشگاهی کاملی را انجام داده و رابطه بین اعماق بالادست و پائین دست اتصال با نسبت دبی کانال فرعی به اصلی را بر اساس اصل ممنتوم بدست اوردند.

در بخش دوم مطالعات تحلیلی با استفاده از معادلاتی نظیر پیوستگی ، مومنتوم و انرژی انجام گرفته است که نتایج آنها روابطی جهت پیش بینی رفتار جریان در محل اتصال میباشد. در این بررسی ها پارامتر های متعددی بر روابط بدست آمده تاثیر گذار میباشند. دسته اول پارامتر های هندسی که شامل شکل ، ندازه ، شیب و زاویه اتصال میباشد. دسته دوم پارامتر های جریان سیال که شامل عدد فرود ، نوع جریان ، زبری کانال و غیره است.

بخش سوم مطالعات عددی است که اخیرا در تمام رشته های مهندسی ازجمله هیدرولیک گسترش و پیشرفت فراوانی داشته است.

با استفاده از مدل های عددی با قابلیت بالا رفتار و ویژگی های جریان در ناحیه اتصال در محیط های مجازی شبیه سازی میشود.

 وجود مدل های عددی مناسب که بطور تخصصی برای این منظور بررسی و واسنجی شده باشد میتواند در کاهش هزینه های سنگین تحقیقات آزمایشگاهی موثر باشد. همچنین وجود نرم افزار های دقیق امکان بررسی حالت های زیادی را دارد که به طراحان در این زمینه اطلاعات مفیدی را میدهد.

به علت پیچیده بودن جریان و کمبود برنامه های عددی مناسب در تحلیل و شبیه سازی این نوع از جریان ها و یا عدم اعتماد به کارایی نرم افزار های موجود . مطالعات انجام گرفته بر روی الگوی جریان بیشتر بصورت آزمایشگاهی و یا تئوری بوده است. به همین دلیل نتایج حاصله فقط به شرایط آزمایش وابسته و محدود بوده است و تغییر در شرایط کانال و یا رژیم جریان نیاز به آزمایشهای مجدد دارد.

با توجه به نرم افزار های مختلفی که جهت مدل کردن حالتهای مختلف و پیچیده وجود دارد به نظر میرشد استفاده از این نرم افزار ها میتواند بررسی حالتهای پیچیده جریان را تسریع و تسهیل نماید. یکی از نرم افزار های پرکاربرد جهت شبیه سازی کانال های روباز نرم افزار انسیس فلوئنت Ansys Fluent میباشد. 

با استفاده از نرم افزار فلوئنت در شبیه سازی کانال های روباز ، میتوان متغیر هایی مانند پروفیل های سرعت در مقاطع عرضی کانال در جهات مختلف ، پروفیل مقدار  و بردار سرعت ، پروفیل سطح آزاد و ابعاد ناحیه جدایی محاسبه و رسم گردند.

نتایج بدست امده از شبیه سازی جریان کانال روباز در نرم افزار فلوئنت میتوانند با مقادیر آزمایشگاهی و سایر مطالعات انجام شده اعتبار سنجی گردد.

همچنین میتوان موضوع وجود جریان های ثانویه در محدوده طول کانال بررسی شود.

استفاده از نتایج حاصل از شبیه سازی جریان در نرم افزار فلوئنت Fluent میتواند چشم انداز خوبی در خصوص مطالعه عددی هیدرولیک جریان در اتصال کانال های باز ارائه نماید و از صرف هزینه های سنگین تحقیقات آزمایشگاهی جلوگیری کند.

برای مشاهده پایان نامه مشابه در دانشگاه صنعتی شریف روی لینک زیر کلیک کنید.

انجام پروژه با فلوئنت

شبیه سازی جریان در کانال رو باز با استفاده از فلوئنت

جهت مشاهده مقاله در زمینه مدلسازی جریان کانال روباز کلیک کنید.

 برای مشاهده پروژه های انجام شده با نرم افزار فلوئنت کلیک کنید.

انجام پروژه با فلوئنت

دیدگاه خود را بنویسید

دیدگاه پس از تائید مدیریت منتشر می شود.