دانلود پروژه:مدلسازی عددی دوبعدی جریان دوفازی بر روی پرتاب کننده های جامی شکل

تعداد 92صفحه فایل word قابل ویرایش

Site: www.filenaab.ir

دانشکده فنی و مهندسی

بخش مهندسی عمران

کارشناسی ارشد رشته مهندسی عمران

گرايش سازه های هیدرولیکی

مدلسازی عددی دوبعدی جریان دوفازی  بر روی پرتاب کننده های جامی شکل

چکیده

پرتاب کننده های جامی معمولا در انتهای سرریزها برای تخلیه جریان در فاصله ای دور از سازه های هیدرولیکی به منظور استهلاک انرژی مخرب، که ناشی از سرعت زیاد جریان است، مورد استفاده قرار می گیرند. بنابراین محل تاثیر جت جریان در حوضچه استغراق در فاصله ای دور از پنجه سد می باشد تا سد از آبشستگی در امان بماند. در تحقیق حاضر ویژگیهای اصلی پرتاب کننده های جامی دایروی شکل، به وسیله مدلسازی عددی در نرم افزار فلوئنت مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور مدل دوبعدی قائم به روش حجم محدود مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین برای محاسبه سطح آزاد جریان، روش حجم سیال و جهت مدلسازی جریان آشفته، مدل آشفتگی k-ε (RNG) استفاده شده است. پارامترهای مورد مطالعه شامل: (1) هندسه بالا و پایین مسیرهای جت، (2) ارتفاع معادل فشار ماکزیمم و توزیع فشار در طول پرتاب کننده جامی، (3) زاویه های پرش برای محاسبات مسیر جت، (4) غلظت های هوای مقطعی میانگین و مینیمم در طول جت و  پروفیلهای غلظت هوا، می باشد.

خط روند حاصل از نتایج عددی برای هندسه مسیر جت بالایی جریان با R²=0.98 و جت پایینی جریان با R²=0.9802 محاسبه شد. همچنین نتایج نشان داد که تست L دارای کمترین میزان خطا با RSME=0.0012 برای جت فوقانی و RSME=0.001 برای جت تحتانی، نسبت به نمودار حاصل از نتایج آزمایشگاهی می باشد.

شعاع جام، عدد فرود جریان ورودی و زاویه انحراف جام از پارامترهای مهم در محاسبه ارتفاع معادل فشار ماکزیمم بر روی جام می باشند. نتایج نشان می دهد که افزایش عدد فرود بیشترین تاثیر را بر روی فشار ماکزیمم دارد بطوریکه با دو برابر کردن عدد فرود ارتفاع معادل فشار ماکزیمم تقریبا 6 برابر شده درحالیکه با دو برابر کردن زاویه انحراف، ارتفاع معادل فشار ماکزیمم تقریبا 3/1 برابر می شود. همچنین محل حداکثر فشار دینامیکی در پرتاب کننده های جامی شکل در فاصله کمی از نقطه شروع قوس رخ می دهد. خط روند نتایج حل عددی برای توزیع فشار با R²=0.9384 بدست آمد. همچنین نتایج نشان داد که تست C دارای کمترین میزان خطا RSME=0.107 نسبت به نمودار حاصل از نتایج آزمایشگاهی می باشد.

در مورد زوایای پرش جت نتایج نشان می دهد که زویای پرش واقعی و موثر تقریبا نزدیک به هم می باشند ولی هردو با زاویه هندسی جام اختلاف چشمگیری دارند. بیشترین اختلاف زاویه پرش واقعی با موثر نیز برای تست E می باشد. همچنین تستها نشان دادند که غلظت هوا در طول مسیر جت ، افزایش می یابد.

کلمات کلیدی: جریان دوفازی، پرتاپ کننده های جامی شکل، مدل دوبعدی، روش حجم سیال