شبیه سازی عددی جریان جت و بررسی اثر شکل مثلثی جام و نسبت بازشدگی دریچه روی مشخصه های جریان در پرتاب کننده جامی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد عمران -آب، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اسلامشهر

2 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب

3 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اسلامشهر

چکیده

اگر سرعت جریان بر روی سرریز زیاد باشد و استفاده از حوضچه آرامش بهدلیل هزینه زیاد و یا شرایط اجرایی ممکن
به Flow-3D نباشد، از پرتابکننده جامی بهعنوان کاهنده انرژی استفاده میشود. در این تحقیق بهکمک نرمافزار
مدلسازی جریان بر روی سرریز شوت با آستانه اوجی شکل و پرتابکننده جامی و با استفاده از روش حجم سیال
مبادرت گردید. ابتدا نتایج مدل عددی جت پرتابی از پرتابکننده جامی با نتایج مدل k-ε (RNG) و مدل تلاطمی (VOF)
گروه مهندسی ارتش آمریکا و کاواکامی مقایسه شد. سپس به ،USBR پرتابی فیزیکی و همچنین روابط پیشنهادی
بررسی تأثیر میزان بازشدگی دریچه سرریز بر برد و بیشینه ارتفاع پرتابکننده جت ریزشی پرداخته شد. درنهایت به
بر جت پرتابی B و A بررسی تأثیر شکل پرتابکننده جامی دایرهای و دو نوع پرتابکننده جامی مثلثی شکل تحت عنوان
از دقت بیشتری نسبت به مدل عددی و سایر روابط تجربی در تعیین برد USBR پرداخته شد. نتایج نشان داد که رابطه
برخوردار است. بر اساس نتایج، دو رابطه بین میزان بازشدگی دریچه با مقادیر درصد کاهش برد و ارتفاع جت پرتابی
A ارائه گردید. نتایج مقایسه مشخصههای هیدرولیکی پرتابکننده جامی دایرهای و مثلثی نشان داد پرتابکننده مثلثی نوع
شباهت بیشتری به پرتابکننده جامی دایرهای دارد و قابلیت جایگزینی با نوع دایرهای را بهعلت B در مقایسه با نوع
سهولت اجرا دارد. همچنین نتایج مدل عددی نشانگر خطای 12 درصدی بیشینه برد جریان جت و 8 درصدی بیشینه
در بررسی اثر شکل جام از پرتابکننده جامی توصیه Flow-3D ارتفاع آن هست و بهاینترتیب استفاده از مدل عددی
میگردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Numerical Simulation of Jet Flow and Investigation Effect of Triangular Shape of Bucket, and Gate Opening Ratio on Flip Bucket Jet Flow Characters

نویسندگان [English]

  • M Kakeshpour 1
  • MR Pirestani 2
  • M Zakeri Niri 3
چکیده [English]

If there is a high speed flow on a spillway and it is impossible to use a stilling basin because of its
high cost or installation condition, the flip bucket may be used for energy dissipation. Flow-3D
software was used in this research to simulate the flow on the chute spillway with ogee crest and
flip bucket by volume of fluid (VOF) procedure and k-ε (RNG) turbulence model. At first, the
numerical simulated trajectory of the jet flow was compared with the trajectory of the flow in the
physical model, and also with the results of USBR, US Army and Kavakami equations. Then the
effect of gate opening on the range length and the maximum height of the jet flow trajectory was
studied. At last, the effect of the circular flip bucket shape and the two kind of triangular flip bucket
named A and B on jet trajectory were studied. Results showed that USBR equation was more
accurate than the numerical model and other empirical relationships in determination of the jet
range length. Based on the results, two relationships were presented between gate opening VS
reduction percentage of the range length and the maximum height of the jet. Comparison of the
hydraulic characteristics of the circular and triangular flip buckets showed that the characters of the
triangular flip bucket type A was more similar to that of the circular flip buckets in comparison to
the type B and due to its easier implementation could be used instead of the circular flip bucket. In
addition, results of the numerical model showed error ranges length of 12 and 8 percent for the
maximum jet range length and maximum height, respectively. Therefore, applying numerical model
of Flow-3D in estimating effects of bucket shape is recommended.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار