تحقیق پروژه آناليز جريان بر روي سرريز اوجي بر اساس (CFD)

همچنين مقايسة نتايج بدست آمده بر روي سرريز اوجي بر اساس CFD يكي ديگر از اهداف اين پايان‌نامه مي‌باشد تا درمطالعات و طرحهاي آتي با اطمينان خاطر بيشتر از مدلهاي (CFD) استفاده گردد.

ضرورت تحقيق اين پايان‌نامه گسترش استفاده از مدلهاي (CFD) در داخل كشور مي‌باشد بطوريكه مدلهاي CFD در چند سال اخير نقش بسزايي را در مسائل صنعتي و آكادميك ايفا كرده است. در دو دهة قبل مسائل (CFD) به صورت آكادميك مطرح بوده ولي در دهة اخير در كشورهاي پيشرفته رواج گستره‌اي در صنعت پيدا كرده است.

براي انتخاب بهترين طرح براي بسياري از سدها بايد با صرفه ترين و دقيق‌ترين روش را براي بررسي چگوني رفتار جريان بر روي  سرريز در صورت وقوع سيل را در نظر گرفت. تا مدتي قبل استفاده از مدل فيزيكي تنها روش بررسي بوده ولي هم اكنون استفاده از روش (CFD) رواج گسترده‌اي پيدا كرده است كه هزينه و زمان بررسي كردن را پايين آورده است.

در اين پايان‌نامه نحوة رفتار جريان بر روي سرريز اوجي سد انحرافي گرمسار با استفاده از برنامه Fluent و تحت سطوح بالا برندة مورد بررسي قرار گرفته است.

براي شبكه‌بندي مدل تاج سرريز سدانحرافي گرمسار از نوع شبكه‌بندي چند بلوكي استفاده شده است مدل تاج سرريز نيز به چهار ناحيه تقسيم‌بندي شده است و در حل اين پروژه از مدل Vof استفاده شده است. طبق نتايج حاصل از تحقيقات به عمل آمد بر روي سرريز اوجي سد انحرافي گرمسار براي 5/0=Hd/H بر روي تاج سرريز فشار منفي تشكيل نمي‌گردد و براي 1=Hd/H و 33/1=Hd/H بر روي تاج سرريز سد انحرافي گرمسار فشا منفي تشكيل مي‌گردد.

 

فهرست مطالب::
 

چکيده:
فصل اول
کليات
مقدمه
CFD چيست؟
نقش CFD در دنياي فناوري مدرن
اهميت انتقال حرارت و جريان سيال
متدهاي شبيه سازي
امتيازات يک محاسبه تئوري
هزينه کم
اطلاعات کامل
توانايي شبيه سازي شرايط واقعي
توانايي شبيه‌سازي شرايط ايده‌آل
نارساييهاي محاسبه تئوري
انتخاب روش
يک برنامه CFD چگونه کار مي‌کند؟
توضيح سازگاري و پايداري
فصل دوم
تاريخچه
تاريخچه
فصل سوم
مفاهيم اساسي پايان‌نامه
-- مقدمه
-- انتخاب دبي طرح براي سرريز
-- شکل‌گيري سرريز از نوع پيوند (Ogee) 26
3-4- سرريز WES 28
3-4-1- طراحي هيدروليکي سرريز WES 29
3-4-1- اثر ارتفاع سرريز و ارتفاع آب در سراب بر ضريب C 29
3-4-2- اثر شيب بدنه در سراب بر ضريب C 29
3-4-3- اثر ارتفاع آب و رقوم کف در پاياب بر ضريب C 30
3-4-4- اثر پايه‌هاي پل و دماغه سواحل بر ضريب دبي جريان
--- طراحي بدنه سرريز WES 33
3-4-6- طراحي بدنه سرريز کوتاه بدون دريچه WES در تنداب‌ها
-- کنترل‌کاويتاسيون در سرريزهاي بلند
فصل چهارم
مواد و متدولوژي تحقيق
-- نگاهي گذرا به چگونگي استفاده از نرم‌افزار فلوئنت
--- چگونگي شبيه‌سازي جريان به روش CFD 44
4-1-2- راه‌ اندازي نرم‌افزار فلوئنت
----راه‌اندازي نرم‌افزار فلوئنت در سيستم عامل UNIX 47
4-1-2-2-راه‌اندازي نرم‌افزار فلوئنت در سيستم عامل WINDOWS 47
4-2- روشهاي حل معادلات
-- جريانهاي چندفازي
--- مدل حجم سيال(VOF) 56
4-3-1-1- تئوري مدل VOF 57
4-3-1-2-ميانيابي در مرز تقابل بين فازها
---- روش تجديد ساختار هندسي
---- روش Donor-Acceptor 60
4-3-1-5- روش صريح اولر
---- روش ضمني
---- کشش سطح
---- چسبندگي ديواره
--- چگونگي استفاده از مدل VOF 64
- فعال سازي مدل VOF 65
- تعريف فازها
- فعال سازي کشش سطحي و چسبندگي ديواره
- انتخاب فرمولاسيون VOF 66
- چند مثال نمونه
----تنظيم پارامترهاي شبيه‌سازي جريان ناپايا براي مدل VOF 68
وارد کردن نيروي وزن در محاسبات VOF 69
تعيين شرائط مرزي
- تعيين شرائط اوليه کسرهاي حجمي
- استراتژيهاي حل
----پس پردازش مدل VOF 73
4-3-3- مدل کاويتاسيون
---- تئوري مدل کاويتاسيون
---- معادله کسر حجمي
---- محاسبه انتقال جرم بين فازها
---- چگونگي استفاده از مدل کاويتاسيون
- فعال‌ کردن مدل کاويتاسيون
- تعريف فازها
- تنظيم پارامترهاي مدلسازي کاويتاسيون
- تأثير نيروي وزن در محاسبات کاويتاسيون
- تعيين شرائط مرزي
---- استراتژي حل
--- مدل اختلاط خطاي جبري (ASM) 78
4-3-4-1- تئوري مدل اختلاط خطاي جبري (ASM) 79
- معادله کسر حجمي فاز ثانويه
---- چگونگي استفاده از مدل ASM 82
- فعال‌ کردن مدل ASM 82
- تنظيم پارامترهاي مدل ASM 83
- تعيين شرائط مرزي
- تعيين شرائط اوليه کسرهاي حجمي
---- استراتژي حل
--- سد انحرافي گرمسار:
مقدمه:
---- مشخصات جغرافياي و عمومي سد انحراف گرمسار
فصل پنجم
نتايج آناليز جريان بر روي سرريز سد انحرافي گرمسار
- مراحل آناليز جريان بر روي سرريز اوجي سد انحرافي گرمسار با استفاده از برنامه Fluent 93
5-1-1- تعريف کردن هدفهاي شبيه‌سازي
--- انتخاب مدل محاسباتي
--- انتخاب مدل فيزيکي
--- مراحل انجام پروژه تحقيقات:
--- توليد شکل :
---- شبکه بندي در نرم‌افزارهاي پيش‌پردازنده:
---- انواع شبکه‌ بندي
---- شبکه‌بندي سرريز اوجي سد انحرافي گرمسار:
---- بررسي شبکه‌بندي مدل سرريز اوجي انحرافي گرمسار
--- تعيين شرايط مرزي براي شبکه‌بندي مدل سرريز اوجي سد انحرافي گرمسار
--- انتخاب شيوه محاسباتي و فرمول بندي حل مدل سرريز اوجي سد گرمسار در برنامه Fluent 104
5-1-7- تعيين خواص سيال
فصل ششم
نتيجه‌گيري و پيشنهادات
نتيجه‌گيري :
پيشنهادات:
مراجع و منابع