| بررسی جزئیات معادله بیلان انرژی مکانیکی کل در جریان‌های آشفته سه‌بعدی در کانال‌های باز با تبدیل بازشونده |
| کد مقاله : 1045-IHA |
| نویسندگان |
|
مهسا محمودی *، سیدمحمدعلی بنی هاشمی دانشکده مهندسی عمران، پردیس دانشکده های فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران |
| چکیده مقاله |
| بررسی موضوع تلفات و بیلان انرژی مکانیکی در کانال‌های باز سابقه طولانی دارد. در گذشته، فرم کلی معادله انرژی ارایه شده، ولی در غالب موارد کاربردی، فرم متداول یک‌بعدی آن به‌صورت معادله برنولی بدون پرداختن به پیچیدگی‌های جریان سه‌بعدی آشفته به‌کار گرفته شده است. در تحقیق حاضر، فرم کامل‌تری از معادله بیلان انرژی مکانیکی کل در جریان‌های آشفته سه‌بعدی با سطح آزاد ارائه شده که در آن، بزرگی جملات مختلف با رویکرد تحلیلی و عددی قابل ارزیابی است. همچنین، رابطه‌ای برای محاسبه مستقیم افت انرژی از معادله فوق استخراج شده است. به‌منظور بررسی کاربرد رابطه مذکور در کانال‌های باز با تبدیل بازشونده، شبیه‌سازی عددی سه‌بعدی با به‌کارگیری نرم‌افزار اپن‌فوم با حل معادلات ناویر-استوکس، انجام و آشفتگی جریان با استفاده از مدل RSM در محاسبات وارد شده است. در گام بعد، براساس نتایج شبیه‌سازی به ارزیابی سهم مشارکت جملات مختلف در معادله بیلان انرژی مکانیکی کل در جریان‌های آشفته سه‌بعدی در کانال‌های باز نامنظم پرداخته شده است. نتایج حاصل بیانگر تأثیر ناچیز جملاتی نظیر کار انجام‌شده توسط تنش‌های لزجی و پخش لزجی و تأثیر معنی‌دار اتلاف انرژی آشفتگی، تغییرات انرژی آشفتگی و کار انجام‌شده توسط تنش‌های آشفتگی است. در ادامه، در راستای شناسایی پارامترهای تأثیرگذار بر افت‌های موضعی و اصطکاکی تلاش به‌عمل آمده و نهایتاً شناخت بیش‌تری از جزئیات معادله بیلان انرژی مکانیکی کل در مقایسه با روابط انرژی پیشین حاصل شده است. |
| کلیدواژه ها |
| معادله بیلان انرژی مکانیکی، افت انرژی، شبیه‌سازی عددی، روابط تحلیلی، جریان‌های آشفته سه‌بعدی |
| وضعیت: پذیرفته شده برای ارائه شفاهی |