شبیه‌سازی تأثیر پارامترهای هیدرولیکی و ژئومتری بر نقطة غوطه‌وری در جریان‌های غلیظ

در برخورد تودة جریان غلیظ با تودة سیال ساکن، جریان غلیظ به درون سیال ساکن نفوذ نموده و مکان غوطه‌وری ایجاد شده و عمق غوطه‌وری در بدو آن تشکیل می‌شود. با توجه به این‌که در محل غوطه‌وری مرز بین جریان غلیظ با سیال پیرامون مشخص می‌گردد، برآورد ارتفاع 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 تاثیر گذار است، 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 تمامی آزمایش‌ها ارتفاع غوطه‌وری در دبی‌های مختلف از جریان غلیظ و تفاوت چگالی 6، 9، 13 و 16 کیلوگرم بر مترمکعب برای سه شیب 8، 12 و 16 درصد اندازه­گیری شد. سپس با استفاده از مدلریاضی Flow-3D ارتفاع نقطه غوطه‌وری برای شرایط آزمایشگاهی موجود شبیه‌سازی شد. بررسی مقایسه­ای نشان داد که عمق غوطه‌وری برآورد شده با استفاده از Flow-3D نسبت به مقادیر اندازه‌گیری شده بیشتر بوده به گونه‌ای که به طور متوسط برای شیب 12 درصد مدل ریاضی حدود 30 درصد نتایج را بیشتر پیش‌بینی نموده و این در حالی است که برای کلیه شیب‌ها به طور متوسط نتایج حاصل از مدل، 27 درصد بیشتر از مقادیر اندازه‌گیری شده می‌باشد. همچنین بررسی‌های آماری انجام شده نشان داد که نسبت مقادیر اندازه‌گیری شده به مقادیر پیش‌بینی شده به طور متوسط در حدود 8/0 می‌باشد.