مدل‌سازی عددی هیدرودینامیک جریان به منظور طراحی بهینه حوضچه‌های پرورش ماهیان سردابی

تحقیق حاضر به بررسی طراحی بهینه حوضچه‌های مستطیل شکل پرورش ماهیان سردآبی مانند قزل‌آلای رنگین کمان بر اساس شاخص راندمان هیدرولیکی به منظور بررسی اختلاط هیدرودینامیکی جریان می‌پردازد. شاخص راندمان هیدرولیکی توسط منحنی توزیع زمان ‌ماند هیدرولیکی حوضچه معین می‌گردد. در این پژوهش، تعداد 10 حوضچه پرورش ماهی مستطیل شکل فرضی به مساحت 120 مترمربع و با ضرایب شکل متفاوت (از 13/0 تا 83/20) مد نظر قرار گرفته است. برای شبیه­سازی جریان و محاسبه راندمان هیدرولیکی حوضچه‌ها، از یک مدل عددی هیدرودینامیکی جریان میانگین عمقی و مدل آشفتگی اسماگورینسکی به همراه معادله انتقال-پخش به روش احجام محدود بر روی شبکه بی‌ساختار مثلثی استفاده شده است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی جریان درون حوضچه‌ها مبین عملکرد مناسب­تر وضعیت هیدرولیکی در ضرایب شکل بالاتر است. یافته­های حاصل از تحقیق انتخاب حداقل ضریب شکل معادل 2 را برای اختلاط جریان (راندمان هیدرولیکی بیش از 50%) الزامی می­داند. با این حال پیشنهاد می­شود به منظور اختلاط مناسب جریان در حوضچه مستطیلی، حداقل ضریب شکل برابر با 5/7 (راندمان هیدرولیکی بیش از 75%) انتخاب شود. در صورتی که با توجه به شرایط محیطی امکان احداث حوضچه با ضریب شکل بالا (بیش از 5/7) وجود نداشته باشد، می‌توان با اصلاح وضعیت هندسی حوضچه در بخش ورودی و کاهش مناطق مرده، حداقل ضریب شکل را معادل با 5 در نظر گرفت.