پژوهش های مهندسی آب ایران

پژوهش های مهندسی آب ایران

بررسی عددی جریان در حوضچه‌های آرامش با دیوارهای مستهلک کننده مانع در جریان تحت‌فشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
2 دانشیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
3 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمانشاه، کرمانشاه، ایران
چکیده
حوضچه‌های آرامش از مهم‌ترین سازه‌های هیدرولیکی برای استهلاک انرژی جریان و جلوگیری از آب‌شستگی پایین‌دست سازه‌های تخلیه کننده هستند. یکی از مهمترین حوضچه‌های آرامش در جریان تحت فشار حوضچه نوع ششم USBR می‌باشد که برای جریان‌ها با مجرای با قطر بالا بسیار پر هزینه و غیر اجرایی می‌باشد زیرا ساختن یک مانع با وزن بالا که زیر آن خالی و فقط در طرفین مهار شده است بسیار پر هزینه خواهد بود. در این تحقیق مدل‌عددی حوضچه آرامش با نرم‌افزار اپن فوم و ساختار جدید توسعه داده و میزان کارایی و عملکرد هیدرولیکی مدل‌های مختلف بررسی می‌شود. در این مقاله چهار مدل جدید با آرایش‌های مختلف دیوارهای مانع جریان طراحی و به‌صورت سه‌بعدی در نرم‌افزار اپن فوم شبیه‌سازی شدند. عملکرد هیدرولیکی مدل‌ها بر اساس میزان افت انرژی، الگوی جریان و تأثیر پارامترهای هندسی شامل فاصله خروجی از کف، فاصله دیوار از لوله تخلیه، ارتفاع دیوار و تعداد لوله‌های خروجی مورد ارزیابی قرار گرفت. بررسی عددی نشان داد که مدل چهارم (مانع سرتاسری در جلوی دو لوله خروجی) با راندمان افت انرژی ۹۳ درصد، نسبت به سه مدل دیگر (با راندمان‌های ۹۱ تا ۹۲ درصد) عملکرد بهتری دارد. همچنین بررسی پارامترهای هندسی نشان داد که فاصله خروجی از کف، فاصله دیوار از لوله تخلیه، ارتفاع دیوار و تعداد لوله‌های خروجی تأثیر معناداری بر عملکرد سیستم دارند که در این میان، مدل چهارم به عنوان حالت بهینه معرفی می‌شود.
کلیدواژه‌ها
موضوعات