توضیحات
ABSTRACT
A new methodology for resolve complex problems in fluid mechanics has been known as computational fluid dynamics (CFD). CFD investigates parameters such as velocity field, pressure, shear stresses, effect of turbulence and etc in flow field. In this paper, a three- dimensional CFD model was used to investigate of flow patterns, velocity profiles and also accuracy of numerical models in 1phase and 2 phases was investigated. For numerical simulation ANSYS-CFX software was used. The k-ε turbulence model was used to solve turbulence equations. The results showed that secondary flow and centrifugal force influenced flow pattern and have good agreement with experimental.
INTRODUCTION
Studying of flow pattern in curved channels is one subject that researchers and engineers of hydraulic science attend it. One of more important characteristics in channels with bend is presence of secondary flow caused by centrifugal force. Presence of spiral flow in curved channels cause complex flow pattern in meandering rivers . This type of flow influence sedimentation and erosion and make irregular topography in bend , . Mosonyi and Gotz were first persons that investigated effects of spiral current on flow field and manner of its variations in curved channels. During the twentieth century, with advent of the high-speed digital computer, CFD has developed. CFD use numerical techniques for solving governing equations of flow for given geometry and boundary conditions. This provides the possibility of more accuracy and simpler prediction of flow field. Only special problems of flow could be solved analytically and without computer . Several studying is done about secondary flow and effect of it in flow field. Bathurst et al .investigated secondary flow and shear stress in meanders. They showed secondary current have low intensity in high and low discharges and have high intensity in mean discharges. Lien et al. using a 2D numerical model averaged in depth, studied effect of secondary current in calculation of dispersion stresses and flow pattern. One of important results obtained from their studies was role of dispersion stresses in prediction of flow filed in strong or weak bends. Also De Marchis and Napoli using a 3D numerical model investigated flow field in curved open channels.
چکیده
یک روش جدید برای حل مسائل پیچیده در مکانیک سیالات به عنوان پویایی سیال محاسباتی (CFD) شناخته شده است. CFD به بررسی پارامترهایی مانند میدان سرعت، فشار، تنش برشی، اثر آشفتگی و غیره در زمینه جریان می پردازد. در این مقاله، یک مدل CFD سه بعدي برای بررسی الگوهای جریان، پروفیل سرعت و همچنین دقت مدل های عددی در 1 فاز و 2 فاز مورد بررسی قرار گرفت. برای شبیه سازی عددی از نرم افزار ANSYS-CFX استفاده شده است. مدل k-ε توربولانس برای حل معادلات آشفتگی استفاده شد. نتایج نشان داد که جریان ثانویه و نیروی سانتریفیوژ تحت تأثیر الگوی جریان بوده و با تجربیات هماهنگی خوبی دارند.
مقدمه
مطالعه الگوی جریان در کانال های منحنی یک موضوع است که محققان و مهندسین علوم هیدرولیک در آن حضور دارند. یکی از ویژگی های مهم در کانال های خم، حضور جریان ثانویه ناشی از نیروی گریز از مرکز است. حضور جریان مارپیچ در کانال های منحنی الگوی جریان پیچیده در رودخانه های مژده را ایجاد می کند. این نوع جریان، رسوب گذاری و فرسایش را تحت تاثیر قرار می دهد و توپوگرافی نامنظم را در خم شدن ایجاد می کند. Mosonyi و Gotz اولین افراد بودند که اثرات جریان مارپیچ را بر میدان جریان و شیوه تغییرات آن در کانال های منحنی بررسی کردند. در طول قرن بیستم، با ظهور رایانه دیجیتال با سرعت بالا، CFD توسعه یافته است. CFD با استفاده از تکنیک های عددی برای حل معادلات حاکم جریان برای هندسه داده شده و شرایط مرزی استفاده می شود. این امکان دقت بیشتر و پیش بینی ساده تر میدان جریان را فراهم می کند. فقط مشکلات خاص جریان می تواند به صورت تحلیلی و بدون کامپیوتر حل شود. مطالعات متعدد در مورد جریان ثانویه و اثر آن در زمینه جریان انجام شده است. Bathurst و همکاران، جریان ثانویه و تنش برشی را در مشتقات بررسی کردند. آنها نشان دادند که جریان ثانویه در تخلیه های بالا و پایین کم و شدت متوسط در تخلیه های متوسط دارند. لین و همکاران با استفاده از یک مدل عددی 2D به طور میانگین در عمق، اثر جریان ثانویه را در محاسبه تنش های پراکندگی و الگوی جریان بررسی می شود. یکی از مهمترین نتایج حاصل از مطالعات آنها، نقش تنشهای پراکندگی در پیش بینی جریان در خم های قوی یا ضعیف بود. همچنين De Marchis و Napoli با استفاده از مدل عددی سه بعدی، ميدان جريان را در کانال باز منحنی بررسی کردند.
Year: 2011
Publisher : Sixth National Congress on Civil Engineering
By : Baghalian S., Bonakdari H. ,Fazli M
File Information: English Language/ 8 Page / size: 328 KB
Only site members can download free of charge after registering and adding to the cart
سال : 1390
ناشر : ششمین کنـگره ملی مهنـدسی عمـران
کاری از : S.بقالیان ,بناکدری H ,فضلی M
اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 8 صفحه / حجم : KB 328
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.