مدلسازی عددی جریان و سیستم هوادهی بر روی سرریز سد آزاد با استفاده از مدل ansys fluent

مقدمه: کاویتاسیون مهمترین مشکلی است که به سبب سرعت­های زیاد جریان در مجراهای تخلیه‌کننده سدها ممکن است رخ دهد. به منظور بررسی و حصول اطمینان از عملکرد سرریز یک سد در دوران بهره‌برداری، مدل هیدرولیکی سازه سد آزاد در موسسه تحقیقات آب تهران مدل شده‌است. مواد و روش‌ها: در این تحقیق از طریق دینامیک سیالات محاسباتی در قالب روش حجم محدود بکار رفته در نرم‌افزار ansys fluent ، مدلسازی جریان در این مجراها و از مدل حجم سیال (vof) در حالت سه بعدی شامل جریان دوفازی آب و هوا استفاده شده، که برای در نظر گرفتن آشفتگی‌های جریان نیز مدل k – ε بکارگرفته شده‌است. نتایج و بحث: برای تایید نتایج مدل، مقایسه‌ای با نتایج حاصل از مدل هیدرولیکی اجرا شده بدون سیستم هواده از سرریز سد آزاد انجام شده‌است. سپس به منظور ﺗﺄیید مکان و تعداد سیستم هواده، از دو سناریو (دو و سه سیستم هواده) شامل پله (ramp) در کف و دیواره مجرا با شیب مناسب و نیز تعبیه شیار هواده در دیواره استفاده شده‌است، که باعث فرستادن هوا به نزدیکی کف و دیواره‌ها خواهد شد. نتیجه‌گیری: با بررسی پارامترهای جریان از قبیل سرعت، فشار و شاخص کاویتاسیون، سرریز با دو سیستم هواده به عنوان گزینه برتر مورد تایید قرار گرفت.

Numerical Modeling of Flow and Aeration System of the AZAD Dam’s Spillway Using ANSYS FLUENT Model

Introduction:Cavitation is one of the most important problems that may occur due to high flow velocity in dam spillways. In order to predict of dam spillway structure during operation, Azad dam spillway hydraulic model has been modeled in Tehran Water Research Institute.Materials and Methods:In this study, using computational fluid dynamics in the form of a finite volume method used in ANSYS FLUENT software, flow modeling in these channels, and a fluid volume model (VOF) in a threedimensional state, including twophase flow of water and air, used for Considering current turbulence, kε model has been used. In order to confirm the results of the model, a comparison was made with the results of a hydraulic model implemented without the aerodamping system of Azad spillway.Findings:Then, in order to confirm the location and number of aeration systems, two scenarios (two and three aeration systems) including step ramp (RAMP) on the floor and the wall of the duct with a suitable slope and the installation of the aeration slot in the wall have been used, which sends air near the floor And the walls will be.Conclusion:Then, by checking flow parameters such as speed, pressure and cavitation index, overflow with two aeration systems was confirmed as the best option.