شبیه‌سازی عددی الگوی جریان سه‌بعدی در آبگیری از کانال مستقیم

در این پژوهش به‌وسیله یک مدل عددی سه­بعدی، فرآیند آبگیری از کانال مستقیم شبیه‌سازی شد. این مدل معادلات ناویر استوکس را در سه بعد به‌طور کامل و با روش حجم محدود حل نموده و از مدل  استاندارد برای حل معادلات آشفتگی استفاده می‌نماید. جهت شبیه‌‌سازی کانال اصلی و انحرافی تنها از یک بلوک محاسباتی به تغییر دادن تعداد سلول‌ها در جهت عرضی استفاده شده‌ است. معادلات در شبکه منحنی‌الخط غیرمتعامد و جابجا نشده، منفصل شده‌اند. طرح انفصال توانی برای گسسته‌سازی پارامترهای مختلف معادلات و الگوریتم نیمه‌ضمنی جهت حل هم‌زمان میدان جریان و فشار به­کار گرفته شده ‌است. مدل حاضر با شبیه‌سازی الگوی پیچیده جریان در فرآیند آبگیری از کانال مستقیم مورد ارزیابی و صحت‌سنجی قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که مدل حاضر الگوی جریان را از منظر کیفی و نواحی جداشدگی و برگشتی به‌طور مناسبی شبیه‌سازی نموده است. همچنین خطای مدل‌سازی پروفیل‌های سرعت طولی در قیاس با داده‌های آزمایشگاهی در کانال اصلی به ترتیب در نواحی مجاور آبگیر و پایین‌دست آن در حدود 3/6 و 9/10 درصد و در کانال آبگیر و در خارج از محدوده افتادگی جریان در ابتدای آن به میزان 5/14درصد بوده است. این نتایج در مقایسه با نتایج مدل عددی مشابه توسط سایر محققین، بیانگر همخوانی قابل قبول بین نتایج به‌دست‌آمده از مدل حاضر با نتایج آزمایشگاهی بوده و نشان می‌دهد مدل حاضر قادر است بدون نیاز به برخی الزامات مربوط به روش‌های چندبلوکی، الگوی جریان در چنین جریان‌های پیچیده‌ای را با دقت قابل‌قبولی شبیه‌سازی نماید.