نام پژوهشگر: یونس شکری
یونس شکری میترا جوان
پرش هیدرولیکی اعم از آزاد یا مستغرق، امروزه به عنوان یکی از مباحث مهم در مهندسی آب مطرح بوده و به دلیل اهمیت آن در طراحی هیدرولیکی سازه ها، تاکنون تحقیقات فراوانی بر روی آن صورت گرفته است. هرگاه عمق آب پایین دست بیشتر از عمق ثانویه پرش هیدرولیکی گردد، پرش هیدرولیکی به صورت مستغرق شکل می گیرد. با توجه به ماهیت سه بعدی پرش هیدرولیکی مستغرق، در تحقیق حاضر جهت رسیدن به درک روشنی از فیزیک حاکم بر میدان جریان این پدیده، پرش هیدرولیکی مستغرق با استفاده از نرم افزار فلوئنت نسخه 26/03/6 به صورت سه بعدی شبیه سازی شده است. همچنین در تعیین موقعیت سطح آزاد از روش vof و طرح بازسازی هندسی استفاده شد. مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج آزمایشگاهی پروفیل سطح آب، پروفیل سرعت، توزیع شدت های آشفتگی و تنش برشی، نشان دهنده ی قابلیت مدل عددی در شبیه سازی سه بعدی میدان جریان پرش هیدرولیکی مستغرق در پاببن دست دریچه می باشد. در ادامه، اثر شبیه سازی دیواره در پیش بینی الگوی جریان پرش هیدرولیکی مستغرق بررسی شد. به این منظور میدان جریان شبیه سازی شده توسط سه روش تابع دیواره استاندارد، تابع دیواره غیر تعادلی و رویکرد جداره اصلاح شده، مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که رویکرد جداره اصلاح شده با وجود زمان و هزینه محاسباتی بالا، پروفیل سرعت در ناحیه ی کاملاً توسعه یافته را با دقت بالاتری نسبت به توابع دیواره استاندارد و غیر تعادلی پیش بینی می نماید. سپس اثر مدل های آشفتگی rsm، k-? استاندارد،rng k-? و realizable k-? بر میدان جریان پرش هیدرولیکی مستغرق مورد بررسی قرار گرفت. در پیش بینی پروفیل سرعت طولی، مدل آشفتگی rsmبا استفاده از رویکرد جداره اصلاح شده از دقت بالاتری نسبت به سایر مدل های آشفتگی برخوردار است. و همچنین بهترین پیش بینی پروفیل سطح آب با استفاده از مدل rng k-? و رویکرد جداره اصلاح شده به دست آمد. در ادامه اثر عرض کانال برمیدان جریان پرش هیدرولیکی مستغرق مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج عددی، کاهش عرض کانال سبب افزایش طول پرش هیدرولیکی مستغرق، افزایش ضریب تنش برشی بستر در ناحیه بازسازی جریان، و همچنین کاهش ارتفاع سطح آب شد.