مدل‌سازی عددی جریان عبوری از دریچه‌های کشویی در تمام دامنه استغراق

در این تحقیق با به‌کارگیری یک مدل عددی دوبعدی، هیدرولیک جریان عبوری از دریچه‌های کشویی در شرایط مستغرق شناسایی شد و نتایج حاصل با روابط موجود و داده های آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفت. داده های آزمایشگاهی مورد استفاده در این تحقیق گستره مناسبی از جریان با استغراق پایین تا استغراق کامل را پوشش می دهند. مدل‌سازی عددی با استفاده از جعبه‌ابزار openfoam صورت گرفت. برای اعمال اثرات آشفتگی، مدل  استاندارد به‌کار گرفته شد. همچنین، شناسایی سطح آزاد جریان به‌کمک روش حجم سیال صورت گرفت. نتایج حاصل به‌صورت پروفیل سطح آب، الگوی توزیع سرعت در عمق، وضعیت جریان رو به جلو و جریان برگشتی در ناحیه مستغرق بعد از دریچه، استخراج و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شد. پروفیل‌های سطح آب و توزیع سرعت با درستی مناسبی شبیه‌سازی شد. در بررسی پروفیل‌های سرعت بدون‌بعدشده، ملاحظه شد که در نزدیک سطح جریان، به‌دلیل اثر جریان‌های زیرسطحی که در مدل دوبعدی لحاظ نشده است، سرعت محاسبه‌شده از مدل بیشتر از سرعت اندازه‌گیری‌شده است. اختلاف نتایج حاصل از مدل با داده‌های آزمایشگاهی روی پارامترهای عمق جریان روبه‌جلو و عمق پایاب، نشان‌دهنده تاثیر نسبت‌ استغراق روی این مولفه‌های جریان است. در ناحیه جریان توسعه‌یافته پایاب دریچه مستغرق، اختلاف بین نتایج مدل دوبعدی با اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی کاهش یافت که می‌توان آن را به کاهش اثرات آشفتگی و نزدیک شدن به جریان دو بعدی در نقاط دورتر در پایین‌دست دریچه نسبت داد. پیشنهادهایی در خصوص نحوه تعیین شرایط مرزی در بسته openfoam مطرح گردید.