مدلسازی عددی و آزمایشگاهی تخلیه فاضلاب شهری از تخلیه کننده تک مجرایی در محیط دریا

هدف این پژوهش بررسی رفتار جت‌های با شناوری مثبت پساب‌ شهری در پیکره‌های آبی ساکن و لایه بندی نشده، با شبیه سازی آن در آزمایشگاه به کمک سامانه اسکن سه بعدی لیزری 3d-lif و مدل‌سازی عددی پدیده با نرم افزار flow-3d می‌باشد. شبیه‌سازی آزمایشگاهی، برای سه جت تخلیه با اعداد فرود 10، 15 و 20 انجام گرفت و با نتایج مدل عددی و نتایج عددی قبلی مقایسه گردید. مسیر حرکت جت، تغییرات غلظت، موقعیت و میزان ترقیق نقطه برخورد نیز تعیین گردید. در مدل عددی از دو مدل آشفتگی kɛ و rng به منظور ارزیابی صحت مدل عددی در شبیه‌سازی استفاده شد، که نتایج مدل kɛ به نتایج آزمایشگاهی نزدیک‌تر بوده و قادر به مدل‌سازی دقیق‌تر مسیر حرکت جت نسبت به مدل rng می‌باشد. در بررسی با اعداد فرود متفاوت، نتایج در fr=20 برای همه حالات تجربی و عددی تقریبا یکسان و نشان دهنده افزایش دقت نتایج در مدل عددی با افزایش دبی و عدد فرود و تطابق بهتر با مدل تجربی می باشد.

Numerical and Laboratory Modeling of Urban Sewage Discharge from Single port outfalls into Marine Environment

The purpose of this paper is to investigate the behavior of positive buoyancy jets of urban wastewater in stationary and nonstratified water bodies using the investigation of the laboratory data acquired by a 3DLIF laser 3D scanning system and numerical modeling results from the simulation by FLOW3D software. Laboratory simulation was performed for three discharge jets with Froude numbers 10, 15, and 20, and compared with the results of the numerical model and the previous numerical results. The trajectory of the jet, concentration variations, the position of the impact point, and the rate of dilution at the impact point was determined. In the numerical model, both KƐ and RNG turbulence models were used to evaluate the accuracy of the numerical simulation where the KƐ results were closer to laboratory results and are capable of accurately modeling the jet trajectory than the RNG model. By different Froud numbers, the results at Fr = 20 are almost the same for all experimental and numerical states and indicating that by increasing the discharge and Froud number, the accuracy of the results in the numerical model increases and present closer results to the experimental model.