پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 161 |
| تعداد شماره‌ها | 6,476 |
| تعداد مقالات | 70,001 |
| تعداد مشاهده مقاله | 122,884,500 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 96,091,073 |
علل عملکرد متفاوت مدلهای آشفتگی در شبیه سازی جریان خروجی از قطرهچکانها | ||
| تحقیقات آب و خاک ایران | ||
| مقاله 13، دوره 49، شماره 4، مهر و آبان 1397، صفحه 853-863 اصل مقاله (893.69 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijswr.2017.242290.667767 | ||
| نویسندگان | ||
| مهدی دلقندی* 1؛ سید حسین حسینی2؛ زهرا گنجی نوروزی3 | ||
| 1استادیار گروه آب و خاک دانشگاه صنعتی شاهرود | ||
| 2استادیار گروه آب و خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شاهرود | ||
| 3استادیار گروه مهندسی آب/ دانشگاه شاهرود | ||
| چکیده | ||
| قطرهچکان وسیلهای برای کاهش فشار و خروج آب با مقدار ثابت از درون مجاری باریک و طولانی مسیر (که آب تحت فشار درون آنها جاری است) میباشد. از این رو مهمترین بخش سیستم آبیاری قطرهای محسوب میشود. از طرفی دیگر، تولید قطرهچکان مناسب زمانبر و پرهزینه میباشد. استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) میتواند ابزار مفیدی برای کاهش هزینه و زمان ساخت قطرهچکانها محسوب گردد. با این هدف، در مطالعه حاضر سه نوع قطرهچکان با هندسه مجاری متفاوت انتخاب و ابعاد مجاری آن با استفاده از میکروسکوپ الکترونی(SEM) اندازهگیری گردید. میزان دبی خروجی قطرهچکانها با استفاده از مدل جریان آرام و 4 مدل آشفتگی (k- ε استاندارد، k-ω استاندارد، K-ε RNG و Realizable K-ε) شبیهسازی شد و با نتایج حاصل از آزمایشگاه مقایسه گردید. نتایج نشان داد که به طور کلی تطابق خوبی بین نتایج آزمایشگاهی و نتایج حاصل از مدلهای مختلف آشفتگی و آرام وجود دارد، اما در بین مدلهای مورد بررسی، k-ω استاندارد و k-ε استاندارد به ترتیب بهترین و بدترین نتایج را در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی ارائه نمودند به طوری که میانگین NRMSE سه قطرهچکان، برای دو مدل k- ε استاندارد و k-ω استاندارد، به ترتیب 57/7 و 56/3 درصد تعیین گردید. همچنین با توجه به پایین بودن اعداد رینولدز، مدل آرام نیز نتایج خوبی ارائه داد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| هیدرو لیک محاسباتی؛ قطره چکان؛ مدل.آشفته؛ آرام | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Causes of Different Performance of turbulent Models in Simulation of drip emitters outflow | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Mahdi Delghandi1؛ seyyed Hossein Hosseini2؛ Zahra Ganji Noroozi3 | ||
| 1Shahrood University of Technology | ||
| 2Department of Water and Soil, Faculty of Agriculture, Shahrood University of technology, Shahrood, Iran. | ||
| 3Department of Water and Soil, Faculty of Agriculture, Shahrood University of technology, Shahrood, Iran. | ||
| چکیده [English] | ||
| The emitter is a device used to dissipate pressure and to discharge water at a constant rate when pressurized water flows through its narrow and long path channels, hence emitter is the key component of the drip irrigation system. On the other hand, production of a suitable emitter is expensive and time–consuming. The use of computational fluid dynamics (CFD) can be a useful tool for reducing the time and cost of manufacturing of drip emitters. For this purpose, in present study three different types of drip emitters (with different channel geometry) were chosen and their structural parameters are determined using SEM. Rate of discharge of emitters were simulated by 4 turbulence models (standard k- ε ، RNG K-ε، K-ε Realizable، standard k-ω) and Laminar model compared with experimental discharge. Results showed that on the whole there was generally good agreement between the experimental results and those obtained by different turbulent and laminar models. But among the studied models, results of standard k- ω and standard k- ε had the best and the worst agreement with experimental results, respectively. So that, the mean NRMSE of three emitters for standard k-ε and standard k-ω models was determined 7.57 and 3.56 percent, respectively. As well as with regards to low Reynolds number, the laminar model also presented good results. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Computational Hydraulic. Emitter, model, Turbulent, laminar | ||
| مراجع | ||
|
Bates, P.D., Lane, S.N. and Ferguson, R.I. (2005). Computational fluid dynamics: applications in environmental hydraulics. John Wiley & Sons, England. Bredberg, j. (2001). On two-equation eddy-viscosity Models. Internal Report 01/8, Goteborg, Sweden. Celik, H.K., Karayel, D., Caglayan, N., Rennie, A.E.W. and Akinci, I., (2011). Rapid prototyping and flow simulation applications in design of agricultural irrigation equipment: Case study for a sample in-line drip emitter. Virtual Phys. Prototyp, 6, 47–56. Celik, I. B. (1999). Introductory turbulence modeling. Mechanical and Aerospace Engineering. Dept west Virginia university. Dazhuang, Y., Peiling, Y., Shumei, R., Yunkai, L. and Tingwu, X. (2007). Numerical study on flow property in dentate path of drip emitters. New Zeal. J. Agric. Res. 50, 705–712. Delghandi, M., Behzad, M. and Broomandnasab, S. (2010). Analysis of Hydraulic Flow Characteristics in Small Emitter Channels by Using FLUENT Software. Journal of Water and Soil, 24 (4), 699-714. (In Farsi). Esfandiari, M., Maheshwari, B.L. (2001). Field evaluation of furrow irrigation models. Journal of agricultural engineering research. 79(4), 459-479. Fan, J., Jiajie, O., Yijun, W. and Zhongmin. X. (2014). Emitter design and numerical simulation based on the extenics theory. Adv J Food Sci Technol, 6, 568–573. Fang, B., Qi, S., Wu, S., Wang, Z. and Li, R. (2015). Study on the structure and hydraulic performance of the hydraulic pressure emitter of reverse gear, in: Proceedings of the 4th International Conference on Mechatronics, Materials, Chemistry and Computer Engineering, 12-13 Dec., Xi’an, China, pp. 1954-1961. Atlantis Press, Paris, France. Harley, J.C., Huang, Y.F. and Bau, H. (1995). Gas flow in micro channels. Fluid Mech. 284, 257–274. ISO. (2004), Agricultural irrigation equipment – emitters –specification and test methods [N]. International Standards Organization (ISO). p.9261. Kandilikar, S.D., Joshi, S. and Tian, S. (2003). Effect of surface roughness on heat transfer and fluid flow character at low Reynolds numbers in small diameter tubes. Heat Transfer Eng. 24(3), 4–16. Launder, B.E., and Spalding, D.B. (1974). The numerical computation of turbulent flow. Comput. Meth. Appl. Mech. 3, 269-289. Li, Y., Yang, P., Xu, T., Ren, S., Lin, X., Wei, R. and Xu, H. (2008). CFD and digital particle tracking to assess flow characteristics in the labyrinth flow path of a drip irrigation emitter. Irrig. Sci. 26, 427–438. Lu, G., Yan, Q.S., Lu, B.P., Xu, S. and Li, K. (2013). The Effect of Different Turbulence Models on the Emitter Discharge by Using Computational Fluid Dynamics. Adv. Mater. Res. 662, 586–590. Mattar, M. A., Alamoud, A.I. (2017). Gene expression programming approach for modeling the hydraulic performance of labyrinth-channel emitters. Computers and Electronics in Agriculture. 142(A), 450-460. Meneveau, C. and Katz, J. (2000). Scale-invariance and turbulence models for Large-Eddy-Simulation. Annu. Rev. Fluid Mech. 32, 1-32. Pfahler, J.N., J. Harley and Bau, H. (1990). Liquid and gas transport in small channels. ASME DSC. 19, 149–157. Qingsong, W., Yusheng, S., Gang, L., Wenchu, D., Shuhuai, H. (2006). Study of hydraulic performance of the eddy channel for drip emitters. Irrig. Drain. 55, 61–72. Saadati, E and Zeinolabedin, m. (2015). Principles of Elementary and Advanced Simulation of Computational Fluid Dynamics Using Fluent and Cfx Soft wares. Pardad Petro Danesh Company. Wang, w., Wang, F., Zhao, F. (2006). Simulation of unsteady flow in labyrinth emitter of drip irrigation system. in: Proceedings of Computers in Agriculture and Natural Resources, 23-25 Jul, Orlando Florida, American Society of Agricultural and Biological Engineers, St. Joseph, MI. Wei, Z., Cao, M., Liu, X., Tang, Y., Lu, B. (2012). Flow behaviour analysis and experimental investigation for emitter micro-channels. Chinese J. Mech. Eng. 25, 729–737. Wu, D., Li, Y., Liu, H., Yang, P., Sun, H., Liu, Y. (2013). Simulation of the flow characteristics of a drip irrigation emitter with large eddy methods. Math. Comput. Model. 58, 497–506. Zhang, J., Zhao, W., Wei, Z., Tang, Y., Lu, B. (2007). Numerical and experimental study on hydraulic performance of emitters with arc labyrinth channels. Comput. Electron. Agric. 56, 120–129. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 431 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 343 |
||