شبیه‌سازی عددی پخش جت آب در حوضچه استغراق و فشار وارد بر کف آن

در این تحقیق پدیده پخش جت در حوضچه استغراق به کمک نرم افزارflow3d مدل سازی شده است. نتایج مدل سازی ها نشان می دهد که این نرم افزار توانایی خوبی در پیش بینی مشخصات پخش جت در آب ساکن شامل پروفیل های سرعت و زوایای پخش در ناحیه جت آزاد و فشار در ناحیه برخورد دارد. همچنین ارتفاع محدوده ای از جت که تحت تاثیر کف حوضچه استغراق قرار گرفته به خوبی توسط مدل عددی پیش بینی می شود. نتایج مدل های عددی نشان می دهد که زوایای بازشدگی جت و انقباض هسته جت به ترتیب در محدوده های 5 تا 11 درجه و 9 تا 12 درجه است که این مقادیر به مقادیر آزمایشگاهی بسیار نزدیک است. همچنین نتایج نشان می دهند که مدل عددی، پروفیل های بی بعد فشار در کف حوضچه استغراق نسبت به نتایج آزمایشگاهی پیشین را با 15 درصد خطا پیش بینی کرده است. از طرفی مدل عددی، فشار متوسط بی بعد در نقطه ایستایی را در شرایطی که هسته جت به کف حوضچه استغراق برخورد می کند در حدود 14 درصد بیشتر از مدل های آزمایشگاهی پیش بینی می کند که علت آن نفوذ حباب های هوا به داخل حوضچه استغراق در آزمایش است.

Numerical simulation of water jet diffusion in a Plunge Pool and Pressure to Bottom

Jet diffusion in plunge pool is one of the research topics of many researchers. Most of these researches were done experimentally and few of them were done numerically. In this study, jet diffusion in plunge pool is simulated by using FLOW3D software. Result of models show that this software has a high capability in predicting of jet diffusion characteristics such as velocity profiles and diffusion angles in free jet and impinging regions. The height of impinging region in numerical model is very close to experimental results. Numerical model results have shown that angles of jet diffusion i.e. outer spread angle and inner core decay angle are 5 to 11 deg; and 9 to 12 deg;, respectively. Numerical model predicts the normalized mean pressure (Cp) equal to 1.0 in the plunge pool floor when core jet meets the plunge pool floor whereas this parameter is less than 1.0 in the experimental model because of air entrainment to plunge pool. Moreover, normalized pressure profiles in the plunge pool floor has similar results with experimental cases.