چگالی معادل سطح آزاد آب در مدلسازی سه بعدی پرش هیدرولیکی در کانالهای باز به روش VOF

پرشهیدرولیکی نوعی جریان متغیرسریع است که در کانال های باز شکل میگیرد و جریان فوق بحرانی را به زیر بحرانی تبدیل میکند. این نوع جریان در عین کاربردهای عملی زیادی که در سازه های هیدرولیکی دارد اما به دلیل عدم توزیع هیدرواستاتیکفشار در عمق، جریانی پیچیده است و عمدتاً بصورت تجربی قابل مطالعه است. از آنجا که مطالعات آزمایشگاهی گران قیمت و نیازمند امکانات گسترده اند لذا امروزه استفاده از مدلسازی دقیق جریانهای پیچیده توسط ابزارهای مدلسازی عددی پیشرفته،توانسته تا ددی جایگزین ابزارهای آزمایشگاهی شود. اما نرمافزار های شبیهسازی سه بعدی جریان که به روش VOF به مدلکردن جریان میپردازند، قادر به مدلسازی سطح آزاد آب نیستند. از این رو جهت مدلسازی جریان های با سطح آزاد و از جمله پرش هیدرولیکی، به معیار مشخصی نیاز داریم که تعیین کننده سطح آزاد باشد.در این پژوهش ابتدا پدیده پرشهیدرولیکی در کانال های مستطیلی با ابعاد مختلف که رابطه تحلیلی در آن در دست است شبیه- سازی شده و مقدار چگالی متناظر با عمق ثانویه بر اساس فرمول تحلیلی در این کانال ها تعیین شد. مهمترین دستاورد این تحقیق تعیین معیاری برای چگالی معادل سطح آزاد آب در پرش هیدرولیکی برای کاربرد در کانالهایی است که رابطه تحلیلی پرش در آنها در دسترس نیست و توسط ابزارهای مدلسازی سه بعدی اقدام به شبیه سازی پرش در آنها میشود.