تحليل پرش هيدروليكي در مجاري بسته مستطيلي با شيب صفر با بكارگيري نرم افزار FLUENT

Hydraulic jump analysis in rectangular closed conducts with zero Slope using FLUENT software

پرش هيدروليكي يك نمونه بارز از جريان هاي متغير سريع ميباشد كه در فاصله كوتاهي جريان از حالت فوق بحراني به زير بحراني تغيير مي نمايد. پديده پرش هيدروليكي منجر به افزايش عمق جريان در فاصله نسبتاً كوتاه گشته و همچنين افزايش تلاطم در جريان را به همراه دارد، و ضمن ايجاد افت انرژي قابل توجه، سرعت جريان به ميزان محسوسي كاهش مي يابد ايـن پديـده امكـان استهلاك انرژي اضافي آب را در پايين دست سازه هـاي هيـدروليكي نظير سريزها، تندآب ها، و دريچه ها فراهم مي آورد. تاكنون تحقيقات گسترده اي در خصوص تشكيل پرش هيدروليكي و پارامترهاي موثر بر آن در كانال هاي روباز انجام گرفته است وليكن در اين پژوهش، چگونگي ارتباط بين پارامترهاي موثر بر پديده پرش هيدروليكي دركانال هاي بسته شيبدار منفي بررسي ميگردد. پديده پرش هيدروليكي از اهميت بسزايي برخوردار بوده وليكن اكثر تحقيقات انجام گرفته در اين زمينه به صورت آزمايشگاهي بوده است، لذا در اين پژوهش با استفاده از روش رياضي و مدل هاي عددي، پرش هيدروليكي در مجراهاي بسته با شيب صفر با نرم افزار Fluent شبيه سازي گشته و جهت صحت سنجي، نتايج به دست آمده از آن با نتايج آزمايشگاهي موجود مورد مقايسه قرار مي گيرد. هدف از تحقيق حاضر بررسي تاثير شيب كف كانال روي مشخصات جهش هيدروليكي شامل نسبت عمق ثانويه d2 در قسمت بسته كانال و عمق بلافاصله بعد از مجراي بسته d3 و عمق نهايي d4 ، طول گرداب پرش Lr و افت انرژي در مجاري بسته مستطيلي مي باشد كه شيب 0.0 با پنج فرود مختلف 4.093) و 4.617 و 5.037 و 5.562 و5.982 ) توسط نرام افزار Fluent مدل سازي شد و نتايج بدست امده با نتايج ازمايشگاهي مورد مقايسه قرار گرفت . همچنين سعي شده با استفاده از مدل هاي عددي يك رابطه بين پارامترهاي موثر در پديده پرش هيدروليكي در مجاري بسته با شيب صفر ارائه گردد و با تحقيقات آزمايشگاه پيشين مقايسه گردد يكي از اهداف پژوهش حاضر را مي توان بررسي قابليت مدل هاي عددي در شبيه سازي پديده پرش هيدروليكي در مجاري بسته شيب دار با شيب منفي نام برد.

Hydraulic jump is a prominent example of rapid variable flows that changes from supercritical to subcritical in the short run. The hydraulic jump phenomenon leads to an increase in the flow depth at a relatively short distance and also increases the turbulence in the current, and, while generating significant energy losses, the flow velocity decreases significantly. This phenomenon allows the depletion of excess energy of water downstream The handles provide hydraulic structures such as bumpers, gurgling, and valves. So far, extensive research has been carried out on the formation of hydraulic jumps and its effective parameters in the open channels, but in this study, how the relationship between the parameters affecting the jump phenomenon in the negative sloping channels is investigated. Hydraulic jump phenomenon is of great importance, but most of the research carried out in this field has been laboratory. Therefore, in this study, using mathematical and numerical models, hydraulic jump in closed channels with zero slope with Fluent simulation software For validation purposes, the results are compared with the available experimental results. The purpose of this study was to investigate the effect of the channel slope on the characteristics of hydraulic jump, including the ratio of the secondary depth d2 in the packet channel and the depth immediately after the dwf package d3 and the final depth d4, the jerk length Lr, and the energy loss in the rectangular ducts. 0.0 with 5 different landing 4.093 and 4.617 and 5.037, 5.562 and 5.982) was modeled by Fluent software, and the results were compared with laboratory results. Also, using numerical models, a relationship between the effective parameters in the hydraulic jump phenomenon in closed ports with zero slope has been proposed and compared with previous laboratory research. One of the objectives of this research is to study the capability of numerical models in phenomena simulation Hydraulic jump in slopes with negative slopes.