توسعه مدل عددي سه بعدي جهت شبيه سازي تخليه جانبي جت شناور حرارتي در جريان متقاطع

ميترا جوان

دانشگاه رازي

مهندسي عمران گرايش آب و سازه هاي هيدروليكي

دكتري

1400/6

چكيده هدف: صنعتي شدن جهان، رشد جمعيت و توسعه شهرنشيني در نواحي ساحلي و در مجاورت پيكره‌هاي آبي، افزايش توليد پساب‌هاي شهري و صنعتي در اين مناطق را به دنبال داشته است. باتوجه‌به توانايي اقيانوس‌ها، درياها و رودخانه‌ها در پذيرش، خنثي‌سازي و تصفيه برخي از آلاينده‌ها، اين پيكره‌هاي آبي در صورت ارضاي شرايط خاص، قابليت دريافت گونه‌هايي از فاضلاب‌هاي توليدي در مناطق ساحلي را دارا مي‌باشند. كانال‌هاي روباز به‌عنوان تخليه كننده‌هاي سطحي، يكي از روش‌هاي سنتي براي دفع حجم زيادي از آلاينده‌هاي حرارتي در رودخانه‌ها هست كه به جهت هزينه پايين و سهولت ساخت موردتوجه مي‌باشند. هدف اصلي اين رساله، توسعه مدل عددي سه‌بعدي جهت شبيه‌سازي جت‌هاي جانبي سطحي شناور مي‌باشد. روش‌شناسي پژوهش: مدل عددي كدباز اپنفوم براي توسعه مدل عددي استفاده شده است. باتوجه‌به ماهيت بسيار آشفته مسئله، نقش مدل‌هاي آشفتگي بسيار بااهميت مي‌باشد. ازاين‌رو نخست، به توسعه مدل آشفتگي جبري صريح تنش رينولدز در دو حالت استاندارد و اصلاح شده براي جريان‌هاي مجاور با ديواره پرداخته شده است. به‌عنوان بخش اصلي از اين مطالعه، به توسعه روشي جهت اعمال اثرات سطح آزاد در مدل تنش جبري صريح پرداخته شده است. اين اصلاحات شامل ارائه روابط تصحيحي براي در نظرگيري بازتوزيع تنش‌هاي نرمال و همچنين پارامترهاي شار اسكالر مي‌باشد. با بررسي تست‌هاي متنوع ضرايب ترم بازتوزيع براي مسئله مدنظر بهينه شده است و روابطي براي استفاده در ساير مسائل ارائه شده است. يافته‌ها: كارايي مدل‌هاي آشفتگي توسعه داده شده در مقايسه با ساير مدل‌هاي آشفتگي و داده‌هاي آزمايشگاهي مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج اين بخش دلالت بر عدم كفايت، توسعه مدل آشفتگي به‌تنهايي، در دستيابي به نتايج صحيح دارد. بررسي‌هاي بيشتر در اين رساله، نشان‌دهنده اهميت اصلاح پارامترهاي آشفتگي در مجاورت سطح آزاد را دارد. نتيجه‌گيري: با مقايسه نتايج مربوط به ميدان جريان و دما (از جمله اندازه ناحيه چرخش، ضخامت نيمه، ميانگين دماي مازاد) براي طيف وسيعي از جريان‌هاي جت جانبي همسطح و غيرهمسطح در مقاطع مختلف با اندازه‌گيري‌هاي آزمايشگاهي، مدل عددي اعتبارسنجي شده است و كارايي آن ثابت شده است.

209784

دانشكده فني و مهندسي

دانشگاه رازی کرمانشاه

ميترا جوان