شبیه‌سازی عددی الگوی جریان سه‌بعدی در آبگیری از کانال مستقیم

در این پژوهش به‌وسیله یک مدل عددی سه بعدی، فرآیند آبگیری از کانال مستقیم شبیه‌سازی شد. این مدل معادلات ناویر استوکس را در سه بعد به‌طور کامل و با روش حجم محدود حل نموده و از مدل  استاندارد برای حل معادلات آشفتگی استفاده می‌نماید. جهت شبیه‌‌سازی کانال اصلی و انحرافی تنها از یک بلوک محاسباتی به تغییر دادن تعداد سلول‌ها در جهت عرضی استفاده شده‌ است. معادلات در شبکه منحنی‌الخط غیرمتعامد و جابجا نشده، منفصل شده‌اند. طرح انفصال توانی برای گسسته‌سازی پارامترهای مختلف معادلات و الگوریتم نیمه‌ضمنی جهت حل هم‌زمان میدان جریان و فشار به کار گرفته شده ‌است. مدل حاضر با شبیه‌سازی الگوی پیچیده جریان در فرآیند آبگیری از کانال مستقیم مورد ارزیابی و صحت‌سنجی قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که مدل حاضر الگوی جریان را از منظر کیفی و نواحی جداشدگی و برگشتی به‌طور مناسبی شبیه‌سازی نموده است. همچنین خطای مدل‌سازی پروفیل‌های سرعت طولی در قیاس با داده‌های آزمایشگاهی در کانال اصلی به ترتیب در نواحی مجاور آبگیر و پایین‌دست آن در حدود 6.3 و 10.9 درصد و در کانال آبگیر و در خارج از محدوده افتادگی جریان در ابتدای آن به میزان 14.5درصد بوده است. این نتایج در مقایسه با نتایج مدل عددی مشابه توسط سایر محققین، بیانگر همخوانی قابل قبول بین نتایج به‌دست‌آمده از مدل حاضر با نتایج آزمایشگاهی بوده و نشان می‌دهد مدل حاضر قادر است بدون نیاز به برخی الزامات مربوط به روش‌های چندبلوکی، الگوی جریان در چنین جریان‌های پیچیده‌ای را با دقت قابل‌قبولی شبیه‌سازی نماید.

Numerical Modeling of 3D Flow Pattern at Lateral Intake

In this paper, using a 3D numerical model, the flow pattern at lateral intake was simulated. A threedimensional finite volume model with standard  was developed to solve turbulence equations. In order to simulate the main and diversion channels, only one block with varied domain arrays was used. The ReynoldsAveraged NavierStokes (RANS) equations are solved in a curvilinear nonorthogonal coordinate system with collocated grid. Pressure correction algorithm of SIMPLE and convection schemes of Power Law are applied to the model. In addition, for velocitypressure coupling; the Rhie and Chow method were used. Experimental data obtained from laboratory study is utilized to verify the model computations. The flow pattern at lateral intake with oneblock numerical method was modeled. The numerically modeled results show acceptable agreement with the measured data and demonstrate the capability of the developed numerical model.