تخمین ارتفاع غوطه‌وری جریان غلیظ با استفاده از مدل تلاطمی Re-Normalized Group

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

جریان­های غلیظ هرگاه به یک توده سیال سبک­تر برخورد نمایند، یک ناحیه غوطه­وری را ایجاد می­کنند. با توجه به این‌که در ارتفاع غوطه‌وری مرز بین سیال غلیظ با سیال پیرامون در محل نقطه غوطه‌وری مشخص می‌گردد، برآورد این نقطه از اهمیت به سزایی برخوردار است. در این تحقیق پارامترهای هیدرولیکی جریان غلیظ و همچنین شیب بستر سیال ساکن که بر نقطه غوطه‌وری می­گذارند، بررسی شده است. برای نیل به اهداف این تحقیق ابتدا یک مدل فیزیکی در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه شهید چمران ساخته شد و آزمایش‌های مختلف در آن انجام گردید. در همه آزمایش‌ها ارتفاع غوطه­وری در دبی­های مختلف از سیال غلیظ و تفاوت دانسیته 6، 9، 13 و 16 گیلوگرم بر مترمکعب برای سه شیب 8، 12 و 16 درصد اندازه­گیری شد. سپس با استفاده از مدل Flow-3D تحت شرایط مدل تلاطمی RNG ارتفاع نقطه غوطه‌وری برای شرایط آزمایشگاهی موجود شبیه‌سازی شد. بررسی مقایسه­ای نشان داد که عمق غوطه‌وری برآورد شده با استفاده از Flow-3D تحت شرایط مدل تلاطمی RNG در مقایسه با داده­های مشاهداتی در آزمایشگاه از دقت مناسبی برخوردار می­باشند به گونه‌ای که به طور متوسط برای شیب 8 درصد مدل ریاضی حدود 14 درصد نتایج را بیشتر پیش‌بینی می‌نماید و این در حالی است که برای کلیه شیب‌ها به طور متوسط نتایج حاصل از مدل تلاطمی RNG 5/10 درصد بیشتر از مقادیر اندازه‌گیری شده می‌باشد. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Prediction of Plunge Point in the Density Current Using RNG Turbulence Modeling

نویسندگان [English]

  • H Arjmandi
  • M Ghomeshi
  • J Ahadiayn
  • H Goleij
چکیده [English]

t
When the density current smashes into the lower dense fluid mass a plunge region will occur. Since the plunge depth bounds between density current and ambient fluid, determining of this point is important. In this research, the hydraulic parameters of density current and bed slope of stagnant fluid were investigated. To achieve the purpose of this research a physical model was built in the hydraulic laboratory of Shahid Chamran University (SCU) and various experiments were performed. In the experiments, the plunge depth at the different discharge of density current and density difference 6, 9, 13 and 16 kg/m3 at three slopes 8, 12 and 16% was measured. Then using Flow-3D under RNG turbulence model, plunge depth was simulated for the same experimental condition. The comparison of results obtained showed that the predicted plunge depth with Flow-3D under RNG turbulence model had a high and satisfactory accuracy. Finding showed  that for the 8% bed slope, the results of RNG turbulence model 14% was more than experimental data. While, for the entire slope, the results of RNG turbulence model was predicted 10.5% in average more than measured data. Generally, the statistical investigations showed that the RNG turbulence model with satisfactory precision estimated the plunge point depth.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bed slope
  • Plunge point depth
  • RNG model
  • Simulation
  • Turbulence model