پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 163 |
| تعداد شماره‌ها | 6,761 |
| تعداد مقالات | 72,821 |
| تعداد مشاهده مقاله | 131,626,325 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 103,411,785 |
مطالعه مقایسه‌ای جریان آب-هوا در پرش هیدرولیکی به کمک نرم‌افزارهای اوپن فوم و انسیس فلوئنت | ||
| مدیریت آب و آبیاری | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 18 خرداد 1404 | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/jwim.2025.388864.1206 | ||
| نویسندگان | ||
| ناهید میری زاده؛ محمد مناف پور* | ||
| گروه عمران،دانشکده فنی،دانشگاه ارومیه،شهر ارومیه،ایران | ||
| چکیده | ||
| پرش هیدرولیکی نوعی جریان متغیر سریع بوده و در اثر آن جریان فوق بحرانی در فاصله کوتاهی به جریان زیربحرانی تبدیل می‌شود. این پدیده به دلیل کاربردها و مزیت‌های فراوانی که دارد همواره موردتوجه محققین بوده است. در تحقیق حاضر، میدان جریان دوفازی آب-هوا در پرش هیدرولیکی در حالت دوبعدی به کمک نرم‌افزارهای متن‌باز اوپن فوم و تجاری انسیس فلوئنت شبیه‌سازی شده که پرش هیدرولیکی از نوع کلاسیک برای جریان ورودی با عدد فرود 7/5 و عدد رینولدز 106*1/4 می‌باشد، در شبیه‌سازی عددی فصل مشترک بین دو فاز آب‌وهوا از روش حجم سیال و برای مدل کردن آشفتگی از روش RANS استفاده شده نتایج حاصل از مدل‌سازی با استفاده از این دو نرم‌افزار با یکدیگر و نتایج آزمایشگاهی موجود در پیشینه تحقیق مقایسه شده است. نتایج تحقیق که شامل مشخصه‌های هیدرولیکی پرش از قبیل طول غلتک، عمق ثانویه، پروفیل سطح آزاد، حداکثر و حداقل سرعت در مقاطع قایم در طول پرش و غلظت هوای جریان می‌باشد حکایت از تطبیق مناسب نتایج عددی و آزمایشگاهی دارد. طول غلتک پرش هیدرولیکی حاصله با استفاده از نرم‌افزارهای اوپن فوم و انسیس فلوئنت به ترتیب 1/51 و 1/55 متر محاسبه شد که خطا نسبت به مقادیر آزمایشگاهی به ترتیب حدود چهار و هفت درصد است. ضریب تعیین پروفیل سطح آزاد در اوپن فوم و انسیس فلوئنت به ترتیب 99 و 95 درصد بوده و شاخص KGE برای پروفیل سطح آزاد 0/94 و0/8 است. حداکثر غلظت هوا در ناحیه برشی غلتک در عمقی معادل 1/42 برابر عمق اولیه پرش، برابر با 0/41 مشاهده شد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| دینامیک سیالات محاسباتی؛ روش حجم سیال؛ جریان دوفازی آب- هوا؛ مدل‌سازی عددی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| A Comparative Study of Air-Water Flow in Hydraulic Jump using OpenFoam and ANSYS Fluent Softwares | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Nahid Mirizadeh؛ Mohammad Manafpour | ||
| Department of civil engineering, faculty of engineering, Urmia university, Urmia, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Abstract A hydraulic jump is a type of rapidly varied flow that occurs when supercritical flow transitions to subcritical flow over a short distance. This phenomenon has gathered significant attention from researchers due to its numerous advantages. In this study, the air-water two-phase flow field of the hydraulic jump is simulated in two dimensions using two software packages: OpenFoam and ANSYS Fluent. The Froude number for the hydraulic jump is 7.5, and the Reynolds number is 1.4 x 10^6. In order to simulate the flow field, the volume of fluid (VOF) method, along with Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations, were employed. The results from the two software packages were compared with one another, as well as with existing laboratory results and findings from the literature. The results include various hydraulic characteristics of the jump, such as roller length, secondary conjugate depth, free surface profile, maximum forward and backward velocity along the channel and the air concentration of the flow. These findings indicate an appropriate agreement between numerical simulations and experimental data. The calculated length of the hydraulic jump roller was 1.51 meters using OpenFoam and 1.55 meters using ANSYS Fluent, resulting in errors of approximately four and seven percent, respectively, compared to laboratory values. The coefficient of determination for the free surface profile was 99% for OpenFoam and 95% for ANSYS Fluent, while the Kling-Gupta Efficiency (KGE) index for the free surface profile was 0.94 and 0.8, respectively. The maximum air concentration in the shear region of the roller was observed at a depth of 1.42 times the initial depth of jump, with a concentration value of 0.41. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Air-water two-phase flow, Computational fluid dynamics, Numerical modeling, Volume of fluid method | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 8 |
||
سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب