بررسي الگوي جريان در قوس تند 60 درجه با استفاده از مدل عددي سه بعدي و مطالعات آزمايشگاهي

در اين تحقيق، به بررسي سه بعدي الگوي جريان اشفته در قوس تند 60 درجه با استفاده از سه مدل آشفتگي k-e استاندارد، k-w و RSM جهت مدلسازي تنش هاي رينولدز و حل عددي معادلات ناوير - استوكس پرداخته شده است. حل معادلات با استفاده از نرم افزار Fluent و به روش حجم محدود صورت گرفته است. براي صحت سنجي نتايج حاصل، از نتايج مطالعات آزمايشگاهي بر روي مدل موجود در دانشگاه فردوسي مشهد استفاده شده است. مقايسه نتايج نشان مي دهد كه هر سه مدل مزبور، الگوي كلي جريان در قوس را به خوبي مدل نموده و انطباق خوبي با نتايج آزمايشگاهي دارند. مدل RSM و K-w در محاسبه پروفيل سرعت محوري نسبت به مدل k-w عملكرد بهتري را نشان مي دهند چرا كه مدل k-e توانايي پيش بيني برگشت پروفيل سرعت به دليل جدايي جريان بعد از قوس را نداشته است. در محاسبه پروفيل سطح آب اختلاف بين مدل ها بسيار جزيي است با اين وجود مدل k-e نسبت به دو مدل ديگر عملكرد بهتري را نشان مي دهد. انتقال محل سرعت ماكسيمم به ديواره خارجي و همچنين تغيير فاصله محل سرعت ماكسيمم در لايه هاي مختلف به دليل تدثير جريان ثانويه در قوس مي باشد. همچنين تأثير تغييرات جريان در قوس بر كانال مستقيم بالادست موجب انحناء سطح آب و تشكيل جريان هاي عرضي يكسويه خواهد شد.