كاربرد شبيه آشفتگي مرسوم و روش جزء حجم سيال (VOF) در پيش بيني نيمرخهاي سطح آب در پرش آبي بر روي بسترهاي موجدار سه گوشه اي

يكي از مهمترين پديده­هايآبي در جريانهاي نهرهاي باز پرشآبي آبي مي­باشد كه به طرز گسترده اي مورد تحقيق قرار گرفته است. زماني كه حالت جريان از حالت فوق بحراني به زير بحراني تغيير مي­كند، در فاصله­ي كوتاهي از جريان، رقوم سطح آب افزايش مي يابد، كه اين افزايش همراه با تشكيل غلطابهاي آشفتگي مي باشد. اين پديده، اصطلاحا پرش آبيآبي ناميده مي شود. بررسي محققين نشان مي­دهد كه بسترهاي موجدار و زبر در كاهش عمق ثانويه و طول پرش آبيآبي موثر مي­باشند. در اين تحقيق با استفاده از شبيه­هاي آشفتگي مختلف ( معيار و RNG) و (از نوع SST) و با به كارگيري نرم افزار پويايي محاسباتي فلوئنت، پرش آبيآبي بر روي بستر موجدار مثلثي شكل به صورت دو بعدي شبيه سازي شد. ضمنا، سطح آزاد جريان با روش جزء حجم سيال VOF تعيين گرديد. در شبيه سازي عددي، پرش ايجاد شده در يك نهر مستطيلي با بستر موجدار مثلثي و بلافاصله بعد از دريچه و در محدوده­ي اعداد فرود 3 تا 5/7 مي­باشد. نتايج عددي نشان دادند كه شبيه آشفتگي مرسوم، و روش جزء حجم سيال VOF، براي پيش­بيني نيمرخهاي سطح آب در پرش آبيآبي بر بستر موجدار مثلثي شكل مناسب بوده، و خطاي مقادير سطح آب به دست آمده از شبيه­­هاي عددي و اندازه­گيري شده مابين 3 تا 7 درصد است. نتايج همچنين نشان دادند كه عمق پاياب روي بستر موجدار مثلثي شكل نسبت به بستر صاف (در شرايط آبي يكسان) بطور متوسط 8/34 درصد كوچكتر است. در اين تحقيق مشاهده گرديد كه كارمايه­ي جنبشي اغتشاشي(K) با فاصله گرفتن از پنجه­ي پرش و به سمت پايين دست كاهش مي يافت. ضمنا بيشترين تنش برشي بستردر ابتداي پرش ديده شد.