دانلود پایان نامه
(c) (d)

(e) (f)
شکل ‏417- توزیع فشار استاتیک در مقاطع مختلف داکت برای رمپ D (tr/d=0.2, =10°) و
Z/tr: a:-15.7, b:-5.7, c:-0.17, d:5.34, e:6.84, f:14.34
رابطهی عکس فشار دینامیک با فشار استاتیک با مقایسه شکلهای (4-15) و (4-17) کاملا مشخص میباشد به طوری که با یکنواخت بودن پروفیل فشار استاتیک در مقطع بالادست رمپ، بردارهای سرعت نیز حالتی یکنواخت دارند. در ابتدای رمپ و در کف داکت با مشاهده افزایش مقدار فشار استاتیک، بردارهای سرعت در کف داکت با کاهش روبرو میشوند. در انتهای رمپ با کاهش یافتن مقدار فشار استاتیک در کل مقطع، متناسبا پروفیل سرعت در کل ارتفاع مقطع دچار افزایش میشود. در پایین دست رمپ با تشکیل لایه برشی و ناحیه چرخش زیر این لایه، سرعتهای در خلاف جهت جریان در بردارهای سرعت نمایان گردیده و همزمان مقادیر فشارهای پایین در نزدیکی کف در پروفیلهای فشار بروز مینماید. در نهایت با بازگشت پروفیل فشار به حالت تقریبا یکنواخت در پاییندست ناحیه چرخش، بردارهای سرعت نیز به طور تقریبی یکنواخت میشوند.
فصل پنجم
نتایج تحلیل عددی جریان
با هوادهی
نتایج تحلیل عددی جریان – با هوادهی
مقدمه
در این فصل به بحث و بررسی نتایج حاصل از جریان عبوری از روی رمپ به ازائ درصدهای مختلف هوادهی پرداخته خواهد شد. نتایج مدل عددی در حالت هوادهی جریان با نتایج مدل آزمایشگاهی دانشگاه UMIST منچستر مقایسه و مدل کالیبره شده است. مشخصههای مختلف هیدرولیکی جریان شامل ضرایب فشار در کف، پروفیلهای سرعت، ضرایب فشار رفرنس، طول کاویتی و غلظت هوا برای انواع هندسه رمپ در حالت با هوادهی، مورد مطالعه قرار گرفته و تاثیر هندسه رمپ و درصدهای مختلف هوادهی بر پارامترهای جریان از جمله میدانهای سرعت و فشار در حالت دو بعدی و سه بعدی مورد بررسی قرار گرفته است.
صحت سنجی نتایج حاصل از مدل عددی
جهت کالیبراسیون مدل عددی در حالت با هوادهی از سه پارامتر طول کاویتی، ضرایب فشار و پروفیلهای سرعت استفاده شده است که در ادامه به بررسی هر کدام در حالت دو بعدی و سه بعدی پرداخته خواهد شد.
طول کاویتی
با توجه به تعاریف بیان شده در فصل قبل در مورد طول کاویتی، شکل (5-1) مقایسهی بین طول نسبی (Lc / tr) کاویتی محاسبه شده توسط مدل آشفتگی RNG k-ε در حالت دو بعدی و سه بعدی و نتایج آزمایشگاهی برای کاویتی تشکیل شده بلافاصله پاییندست چهار رمپ مختلف در درصدهای هوادهی مختلف را نمایش میدهد که در آن Lc طول کاویتی و tr ارتفاع رمپ میباشند. مطابق این شکل مدل آشفتگی مذکور در هر دو حالت دو بعدی و سه بعدی طول کاویتی را کمتر از مدل آزمایشگاهی تخمین میزند اما دقت مدل عددی سه بعدی به علت نزدیکی بیشتر با شرایط واقعی جریان، بیشتر میباشد.
در شکل (5-2) همبستگی بین نتایج حاصله از مدل عددی و نتایج نظیر آزمایشگاهی جهت طول کاویتی در حالت هوادهی %2 نمایش داده شده است. ضریب همبستگی بین طول کاویتی مدل عددی و آزمایشگاهی به ازائ هوادهی %2، %6 و %8 به ترتیب برابر 9746/0، 944/0 و 9667/0 بوده که ضریب همبستگی مناسب بدست آمده برای طول کاویتی، نشان میدهد که شبیه سازی قابل قبولی برای جریان توسط مدل عددی در حالت سه بعدی صورت گرفته است.
شکل ‏51- مقایسه طول کاویتی حاصل از مدل عددی در حالت دو بعدی و سه بعدی به ازائ درصدهای مختلف هوادهی با نتایج آزمایشگاهی برای رمپهای مختلف
شکل ‏52- همبستگی طول اتصال مجدد مدل عددی و آزمایشگاهی در حالت هوادهی β=%2
ضرایب فشار
شکلهای (5-3) و (5-4) نحوهی تغییرات ضریب فشار در کف داکت نسبت به فاصله از انتهای رمپ حاصل از مدل عددی در حالت دو بعدی به ازائ درصدهای مختلف هوادهی به همراه نتایج آزمایشگاهی برای رمپهای (tr/d=0.1, =10°)B و (tr/d=0.2, =10°)D نشان میدهد که در آن Z فاصله از انتهای رمپ میباشد. محاسبه اختلاف نتایج حاصل از مدل عددی با مقادیر نظیر آزمایشگاهی به روش خطای جذر میانگین مربعها (RMSD) صورت پذیرفت که ماکزیمم اختلاف بدست آمده برای رمپهای B و D به ترتیب معادل 5/8 % و 24/6 % بوده است. همچنین ضریب همبستگی بین نتایج مدل عددی و آزمایشگاهی برای ضرایب فشار در درصدهای هوادهی مختلف محاسبه شده که در تمامی حالتها ضریب همبستگی در بازه 0.7229 < R2 < 0.988 قرار گرفته که حالت ماکزیمم آن در شکل (5-4) نمایش داده شده است.