فصلنامه علمی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

مهندسی عمران دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی،تهران،ایران

چکیده

در این مقاله پدیده پرش هیدرولیکی که یکی از مهمترین راههای استهلاک انرژی جریان در مهندسی هیدرولیک است، به کمک نرم افزار Flow-3D شبیه سازی شد. برای درستی سنجی نرم افزار در پیش بینی پارامترهای جریان در پرش هیدرولیکی از یک نمونه آزمایشگاهی استفاده شد و نتایج حاصل از شبیه سازی عددی با استفاده از دو مدل آشفتگی k-ε وRNG، با آن مقایسه شد. سپس از یک حوضچه آرامش استفاده شد و نتیجه‌های حاصل از شبیه سازی با اندازه­گیری های آزمایشگاهی مربوط مقایسه شد. نتیجه‌های شبیه سازی عددی برای پروفیل سطح آب و توزیع عمقی سرعت در مقایسه با اندازه گیری های آزمایشگاهی دارای انطباق خوبی است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Educational Application of Flow3D Software for Turbulent Modeling in 3D Simulation of Hydraulic Jump in Stilling Basin with Concrete Baffles

نویسندگان [English]

  • S.R. Sabbagh Yazdi
  • H. Shamlou
  • F. Rostami

Civil Engineering, Khajeh Nasir al-Din Tusi University, Tehran, Iran

چکیده [English]

In this paper, hydraulic jump which is one of the effective means of energy dissipation of supercritical flow in hydraulic engineering is simulated using Flow 3D software. This software utilizes VOF method for tracing the free surface position and FAVOR method for considering the baffles inside the computational domain. First, the accuracy of the software application in forecasting hydraulic jump flow parameters is assessed by comparison of computed parameters using k-ε andRNG turbulent modeling strategies with readily available experimental measurements.  Then, the software is utilized for simulation of hydraulic jump in a small scale laboratory stilling basin with baffles. The computed velocity profiles and water surface level present good agreements with the reported laboratory measurements.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Relaxing pool
  • hydraulic jump
  • 3D-Flow software
  • VOF method

[1] Wu S., Rajaratnam N., “Transition from Hydraulic Jump to Open Channel Flow”, Journal of Hydraulic engineering, Vol. 122, No.9, 1996, pp. 526-528. [2] Chanson H., Brattberg T., “Experimental Study of the Air-Water Shear Flow in a Hydraulic Jump”, International Journal of Multiphase Flow, Vol. 26, 2000, pp. 583-607. [3] Ead S.A., Rajaratnam N., “Hydraulic Jumps on Corrugated Beds”, Journal of Hydraulic engineering, Vol. 128, No. 7, 2002, pp. 656-663. [4] Minnan L., Nallamuthu R.and Zhu D. Z., “Turbulence Structure of Hydraulic Jumps of Low Froude Numbers”, Journal of Hydraulic engineering, Vol. 130, No. 6, 2004, pp. 511-520. [5] Ji-Wen W., Ru-Xun L., “A comparative study of finite volume methods on unstructured mashes for simulation of 2D shallow water wave problems”, Mathematics and Computers in Simulation, Vol.53, 2000, pp. 171-184. [6] Unami K., Kawachi T., Munir Babar M., Itagaki H., “Estimate of diffusion and convection coefficients in an aerated hydraulic jump”, Advances in Water Resources, Vol. 23, 2000, pp. 475-481. [7] Wu M., Chen Y., Zhou Q., “Case Study of an SShape Spillway Using Physical and Numerical Models”, Journal of Hydraulic engineering, Vol. 132, No. 9, 2006, pp. 892-898. [8] Zhao Q., Misra Shubhra K., “Numerical Study of a Turbulent Hydraulic Jump”, 17th ASCE Engineering Mechanics Conference, 13-16, University of Delaware, Newark, DE. June 2004 [9] Flow-3D® Help, Ver. 9.0, Flow science Inc. [10]www.flow3d.com ]11 ]موسسه تحقیقات منابع آب، "گزارش مدل هیدرولیکی سد مخزنی نازلوچای"، کد پروژه .1370 ،HSM8403