بررسی اثرات هیدرودینامیکی سطح آزاد و بستر آب بر جریان حول یک هندسه مستطیلی غوطه ور به روش حجم سیال

در این پژوهش، رفتار هیدرودینامیکی جریان حول یک هندسه مستطیلی غوطه ور در نزدیکی بستر و سطح آزاد آب مورد بررسی قرار گرفته است. این تحلیل، به کمک نرم افزار فلوینت و با استفاده از روش چند فازی حجم سیال (VOFVOF) انجام گرفته و برای شبیه سازی آشفتگی از مدل استاندارد k- ɛ استفاده شده است. پس از بررسی استقلال حل از فضای محاسباتی و نیز تعداد شبکه، در ابتدا اثرات تغییر عمق هندسه ی غوطه ور در آب از سطح آزاد و نیز تغییر سرعت جریان سیال بر شکل موج سطح آزاد و ضرایب هیدرودینامیکی بررسی شده و ادامه، اثرات نزدیک کردن این هندسه به کف مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج پژوهش حاضر نشان می دهد با دور شدن صفحه مستطیلی غوطه ور از سطح آزاد (افزایش عمق) در یک سرعت مشخص آب، ضریب پسا و برآی منفی افزایش و در مقابل، با افزایش سرعت سیال در یک عمق مشخص از سطح، عملکرد هیدرودینامیکی سیستم افزایش می یابد. همچنین با نزدیک شدن هندسه به بستر (کف) آب عملکرد هیدرودینامیکی بهبود یافته در حالی که در ضریب پسا تغییر قابل توجهی ایجاد نمی شود. به علاوه، در یک عمق مشخص از کف، با افزایش سرعت سیال عملکرد هیدرودینامیکی به صورت قابل ملاحظه ای افزایش می یابد.