بررسی عددی تاثیر آرایش هندسی موانع بر میزان استهلاک انرژی جریان عبوری از روی شوت‌های مانع‌دار

در این تحقیق با استفاده از نرم افزار flow3d به شبیه سازی عددی رفتار جریان در شوت های مانع دار پرداخته شده است. به همین منظور ابتدا با بهره گیری از اطلاعات مدل آزمایشگاهی و پس از تعریف شرایط مرزی لازم، صحت سنجی محاسبات عددی مذکور انجام پذیرفت. سپس تاثیر فاصله بین ردیف های موانع در دو حالت فواصل یکنواخت و غیریکنواخت بر میزان استهلاک انرژی در شوت با طول ثابت مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. نتایج حاصله نشان می دهد افزایش دو برابری فواصل ردیف های موانع در حالت فواصل یکنواخت بین ردیف ها، کاهش نسبتاْ کم (حدود 17.5 درصد) میزان استهلاک انرژی را در پی دارد با این وجود افزایش فواصل ردیف ها منجر به بهبود عملکرد هر کدام از ردیف ها می گردد. در بررسی دیگر نتایج نشان داد چنانچه فاصله ی ردیف ها در طول شوت غیریکنواخت باشد و در راستای طولی شوت بطور تصاعدی افزایش یابد، با وجود کاهش تعداد ردیف موانع در طول کل شوت همچنان استهلاک انرژی نسبت به مدل متناظر با فواصل یکنواخت ردیف ها افزایش خواهد یافت. علاوه بر بررسی اثر فواصل موانع در راستای طولی شوت، تاثیر تعداد موانع در هر ردیف (در راستای عرضی شوت) بر میزان استهلاک انرژی نیز مورد بررسی قرار گرفت در این بررسی درصد انسداد ثابت در نظر گرفته شد بنابراین افزایش تعداد بلوک های هر ردیف با کاهش عرض هر بلوک همراه است. نتایج این بررسی نشان داد که افزایش تعداد موانع در عرض شوت، تاثیر چندانی (تغییرات کمتر از 2درصد) بر میزان استهلاک انرژی ندارد.

effect of geometric arrangement of the baffles on the energy dissipation rate of the baffled chutes

baffled chutes are energy dissipation structures that are used in chutes and water conveyance and distribution structures. energy dissipation in these structures occurs by the flow collision with the upstream side of the installed baffles on the chute. in the present study, the flow3d numerical model was used to simulate flow behavior on the baffled chutes. for this purpose, the numerical calculations were validated using the available experimental data upon introduction of the boundary conditions. then, the effect of the distance between the baffle rows on the energy dissipation rate of the baffled chutes was studied. the results showed that for a fixed distance between the baffles according to the usbr recommendation, by increasing the distance between the baffle rows (decreased number of baffles), the flow collision to the baffles decreased and consequently, energy dissipation rate decreased. in addition, by continuous increase of the distance between the baffle rows on the chute, the energy dissipation rate on the chute increased (even with smaller number of baffles). in the present study, the effect of increasing the number of baffles on the chute width was studied by keeping a constant blockage. the results showed that by increasing the number of baffles on the chute width (for a constant blockage), the energy dissipation rate did not change significantly. however, the blockage magnitude in the chute width influenced the energy dissipation rate of the chute.