اثرات مقیاس در مدلسازی هیدرولیکی با استفاده از مدل عددی دو بعدی

Abstract

مدل­­های هیدرولیکی ابزار بسیار مفیدی برای درک بهتر رفتار هیدرودینامیک جریان هستند. اما اثرات مقیاس در فرایند مدل‌سازی هیدرولیکی منجر به انحراف نتایج از پروتوتایپ می­شود. در این مقاله به بررسی اثر مقیاس بر نتایج شبیه­سازی مدل هیدرولیکی جریان پرداخته می­شود. هدف از پژوهش بررسی تأثیر اعوجاج هندسی بر مشخصات جریان و میزان انحراف نتایج مدل­های کج از پروتوتایپ است که با استفاده از مدل عددی دوبعدی MIKE21 انجام می­شود. ابتدا شرایط هیدرودینامیک جریان در چهار حالت کانال مستقیم، کانال همگرا، واگرا و انحنادار با چهار درجه اعوجاج یک (غیرکج)، دو، پنج و 10 شبیه­سازی شد. سپس با فرض تشابه عدد فرود نتایج حاصل از مدل­ها با پروتوتایپ مقایسه و میزان خطا در کانال­ها بررسی شد. نتایج نشان داد که اختلاف عمق و توزیع سرعت جریان در مدل­های کج با پروتوتایپ ناچیز است، اما اختلاف پروفیل سرعت عرضی مدل کج با پروتوتایپ با افزایش درجه اعوجاج افزایش می­یابد. به‌طوری‌که خطای نسبی در نتایج پروفیل سرعت عرضی در کانال مستقیم، همگرا، واگرا و انحنادار با درجه اعوجاج 10 (G10) به‌ترتیب برابر دو، 29، 33 و 39 درصد به‌دست آمد.

Keywords

• پروتوتایپ
• درجه اعوجاج
• مدل کج
• مدل mike21