دانشگاه ارومیه
دانشکده فنی مهندسی
پایان نامه جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد
مهندسی عمران – سازه‌های هیدرولیکی
عنوان :
تحلیل عددی جریان در نزدیکی رمپ هواده سرریز تونلی
استاد راهنما
آقای دکتر محمد منافپور
استاد مشاور
آقای دکتر میرعلی محمدی
چکیده
در سدهای بلند سرریزها به عنوان یکی از سازه‌های هیدرولیکی وابسته، نقش خطیر تخلیه‌ی سیلاب‌های ورودی به مخزن سد را با ایمنی کافی در حالت جریان آزاد یا تحت فشار به پاییندست، به عهده دارند. در سرریزهای تونلی که جریان با سرعت بالا و اغلب تحت فشار برقرار میباشد، به دلیل زبری جداره بتنی سرریز و وجود درزها و انحنا در مسیر تونل احتمال جدایش جریان از جداره افزایش یافته و در نتیجه وقوع پدیده کاویتاسیون و تخریبات ناشی از آن محتمل میباشد. محققین تحقیقات زیادی در خصوص چگونگی حذف یا کاهش احتمال وقوع پدیده‌ی کاویتاسیون و خسارات ناشی از آن در سرریزهای بلند انجام دادهاند و هوادهی جریان را یکی از موثرترین روشها جهت پیشگیری از این پدیده بیان نمودهاند. مدلسازی جریان به صورت عددی در سرریزهای تونلی تحت فشار به همراه سازه هواده و مطالعات مربوط به وضعیت جریان دو فازی آب و هوا در این سرریزها بسیار اندک میباشد. لذا شناخت و درک بیشتر میدانهای فشار و سرعت جریان در نزدیکی سازه هواده سرریز تونلی تحت فشار و تاثیر هندسه رمپ هواده و درصدهای مختلف هوادهی بر روی جریان به مطالعات بیشتری نیاز دارد.
در این تحقیق جریان عبوری از روی رمپ تعبیه شده در کف داکت تحت فشار به صورت عددی و به کمک نرمافزار Fluent در حالت دو بعدی و سه بعدی مدل سازی شده است. جهت اعتبار سنجی عملکرد مدل عددی از نتایج آزمایشگاهی منافپور (2004) استفاده گردید. جهت مدل کردن توربولانس جریان در حالت بدون هوادهی از مدل توربولانسی انتقال تنش برشی (SST) و در حالت با هوادهی از RNGk-ε در محدوده عدد رینولدز 3.1*104<Re<6.2*104 استفاده شده است. تعیین مشخصههای هیدرولیکی جریان و تاثیر ابعاد هندسی رمپ بر روی آنها در حالت بدون هوادهی و تاثیر ورود هوا بر روی مشخصههای هیدرولیکی جریان با توجه به اعداد بدون بعد درگیر در مسائل تحت فشار مورد بررسی قرار گرفته است.
مقایسه نتایج مدل عددی و آزمایشگاهی بیانگر دقت مناسب مدل عددی در پیشبینی الگوی دو بعدی و سه بعدی جریان یک فازی و دو فازی میباشد. در حالت بدون هوادهی با افزایش ارتفاع نسبی رمپ (tr/d) و زاویه رمپ (q) به علت افزایش سرعت جت پرتابی آب، طول اتصال مجدد و شدت توربولانسی جریان افزایش و ضریب فشار مینیمم جریان (CP min) واقع در ابتدای ناحیه چرخش پاییندست رمپ کاهش مییابد. با ورود هوا به جریان نه تنها ناحیه چرخش جریان آب بلافاصله پاییندست رمپ با هوای تزریقی پر شده بلکه طول کاویتی تشکیل شده بیشتر از طول ناحیه چرخش جریان در حالت بدون هوادهی میگردد. همچنین با افزایش درصد هوای ورودی به جریان، افزایش قابل توجهی در ضرایب فشار، مقادیر فشار استاتیک و سرعت جریان دیده میشود. اما به دلیل کاهش نوسانات سرعت توسط هوای ورودی به جریان از شدت توربولانسی جریان کاسته میشود.
براي دانلود متن کامل پايان نامه کليک کنيد
لینک بالا اشتباه است
:: بازدید از این مطلب : 586
|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0
عضو شوید
عضویت سریع
آمار مطالب
آمار بازدید
