چکیده:
پرتاب کننده های جامی اغلب در انتهای سرریزهای شوت به منظور استهلاک انرژی و هدایت جریان به حوضچه های استغراق و به ویژه در سدهای بلند مورد استفاده قرار می گیرند. جامهای مرکب نیز طرح خاصی از این پرتاب کننده ها می باشند که دارای یک شیب عرضی در بستر جام هستند و با انحنایی در پلان جام ترکیب می شوند. در این مطالعه به منظور بررسی عددی میدان جریان بر روی پرتاب کننده های جامی مرکب از مدل عددی Flow-3D استفاده شده است. براي مدل سازي مدل هيدروليكي سرريز شوت در مدل عددی Flow-3D، كل بدنۀ صلب سرريز به صورت سه بعدي در نرم افزار SolidWorks 2011 ساخته شد و با فرمت *.stl به مدل عددی Flow-3D معرفي گرديد. میدان جریان با دبی های مختلف سیلابی در محدوده ی اعداد فرود 3.5 تا 7.5 در مدل عددی Flow-3D با نتایج آزمایشگاهی مدل مشابه مورد بررسی قرار می گیرد. در مدل عددی مورد مطالعه پس از بررسی چند مدل، زمان مناسب برای استخراج نتایج از مدل معادل 70 ثانیه مد نظر قرار گرفت. برای حصول بهترین پاسخ از مدل عددی Flow-3D و مقایسه گزینه های ممکن، شرایط مرزی و اولیه مناسب و نیز حساسیت سنجی مدل نسبت به پارامترهای گوناگون موثر در مدل سازی، آزمون های گوناگون صورت گرفت. حساسیت مدلهای عددی به شبکه بندی و انفصال میدان حل همواره یکی از مسائل مهم در مدلهای عددی بوده است. در این مطالعه شبکه بندی های مختلف به صورت تک بلوکی و دو بلوکی در آزمونهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت و بهترین شبکه بندی برای آزمونهای بعدی انتخاب شده است. در مجموع با تحليل و بررسي مدلهاي شبيه سازي شده توسط مدل عددی Flow-3D و مقايسه نتایج آنها با نتایج مدل آزمايشگاهي به ازاي هر سه پارامتر هيدروليكي توزیع فشار بر روی بستر، سرعت و عمق متوسط جريان و با توجه به مدت زمان شبيه سازي ها و دقت نتایج حاصل از آنها، مي توان مناسب ترين و کالبیره ترین مدل جهت شبيه سازي پرتاب کننده های جامی مرکب دانست. دستیابی به چنین مدل کالبیره شده ای می تواند به منظور بررسی تغییرات پارامترهای هندسی جام های مرکب (انحنای جام، شیب عرضی بستر، ارتفاع لبه ی جام و...) در تحقیقات آتی مورد استفاده قرار گیرد.
خلاصه ماشینی:
در مجموع با تحلیل و بررسی مدل های شبیه سازی شده توسط مدل عددی D٣-Flow و مقایسه نتایج آنها با نتایج مدل آزمایشگاهی به ازای هر سه پارامتر هیدرولیکی توزیع فشار بر روی بستر، سرعت و عمق متوسط جریان و با توجه به مدت زمان شبیه سازیها و دقت نتایج حاصل از آنها، میتوان مناسب ترین و کالبیره ترین مدل جهت شبیه سازی پرتاب کننده های جامی مرکب دانست .
بر اساس نتایج مدل عددی مشاهده میشود که خطای شبیه سازی سرعت جریان در مقطع قبل از ورود جریان به داخل جام ها ناچیز حداکثر برابر ٦% به ازای دبی Lit/s٣٠ در محور سمت راست جام چپ میباشد.
نمودارهای توزیع فشار بر روی بستر جام ها در محورمرکزی هر دو پرتاب کننده های جامی مرکب در راستای طولی به ازای دبی Lit/s ١٠٠ در شکل های (٨) و (٩) (سمت راست ) نشان داده شده است .
5 12 10 8 4 Flip Bucket 375 390 405 420 435 450 465 480 495 510 525 540 555 Distance From Spillway Crest (Cm), Right Bucket شکل ٩- مقایسه عددی و آزمایشگاهی توزیع هد فشار برای محور مرکزی بر روی بستر جام مرکب راست به دلیل اینکه در محور مرکزی جام ها کمترین میزان تغییرات عمق و سرعت رخ میدهد مقادیر شبیه سازی توزیع فشار روی بستر جام ها توسط مدل عددی D٣-Flow با بیشترین دقت و نزدیک ترین مقادیر به نتایج آزمایشگاهی حاصل شده است .