مقایسه کاربرد مدل‌‌های آشفتگی در پیچ تند یک آبراهه آزمایشگاهی با نرم‌افزار سه‌بعدی فلوئنت

بیشتر رودخانه‌ها در طبیعت پیچان‌رود بوده و همیشه در حال فرسایش در ساحل خارجی و رسوب‌گذاری در ساحل داخلی پیچ‌ها هستند. بنابراین شناخت الگوی جریان و مکان‌های فرسایش و رسوب‌گذاری در پیچ‌ها مهم است. در این پژوهش، به بررسی مدل‌های ریاضی آشفتگی با نرم‌‌افزار فلوئنت پرداخته خواهد شد تا مدل‌هایی که با داده‌های آزمایشگاهی هماهنگی مناسبی دارند، برای استفاده در پیچ‌های مختلف رودخانه‌ای معرفی شوند. داده‌های آزمایشگاهی مورد استفاده، کانالی با پیچ تند بوده که در دانشگاه epfl سوئیس قرار دارد. برای بررسی مدل‌های آشفتگی، از پارامترهای متوسط‌گیری شده در عمق استفاده شد. همچنین برای بررسی کمی مدل‌ها، تعدادی پروفیل سرعت طولی مدل عددی انتخاب شده و با پروفیل‌های آزمایشگاهی اندازه‌گیری شده مقایسه شد. نتایج بررسی سرعت طولی متوسط‌گیری شده در عمق نشان داد که مدل‌های k-ε، k-ω و rsm توانایی تعیین دقیق نقاط مهم جریان را ندارند. این مدل‌ها، منطقه جدا شدگی جریان را در زاویه 90 درجه نشان می‌دهند در حالی که اندازه‌گیری‌ها این منطقه را در زاویه 75 درجه مشخص کرده است. اما مدل les به صورت مناسبی منطقه جداشدگی را نشان می‌دهد و موقعیت‌های بیشینه سرعت طولی متوسط‌گیری شده در عمق را نیز بهتر از سه مدل دیگر مشخص می‌کند. مقایسه کمی پروفیل‌های سرعت نشان داد که مدل les خطای کمتری از دیگر مدل‌ها دارد و می‌تواند به عنوان مدل مناسب برای بررسی الگوی جریان در پیچ آبراهه‌‌ها استفاده شود.