- Tytuł:
-
Free surface profile and inception point as characteristics of aerated flow over stepped spillway: Numerical study
Profil swobodnej powierzchni w warunkach przepływu przez przelew schodkowy i położenie turbulentnej przydennej warstwy granicznej: Studia numeryczne - Autorzy:
-
Bentalha, Chakib
Habi, Mohamed - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/292604.pdf
- Data publikacji:
- 2019
- Wydawca:
- Instytut Technologiczno-Przyrodniczy
- Tematy:
-
Ansys Fluent
free surface
inception point
standard k – ε model
stepped spillway
VOF model
ANSYS Fluent
kaskadowy spust
model VOF
powierzchnia swobodna
punkt początkowy
standardowy model k – ε - Opis:
-
Stepped spillway is hydraulic structure designed to dissipate the excess in kinetic energy at the downstream of dams
and can reduce the size of stilling basin at the toe of the spillway or chute. The flow on a stepped spillway is characterised
by the large aeration that can prevent or reduce the cavitation damage. The air entrainment starts where the boundary layer
attains the free surface of flow; this point is called “point of inception”. Within this work the inception point is determined
by using software Ansys Fluent where the volume of fluid (VOF) model is used as a tool to track the free surface thereby
the turbulence closure is derived in the k – ε turbulence standard model. This research aims to find new formulas for describe
the variation of water depth at step edge and the positions of the inception point, at the same time the contour map of
velocity, turbulent kinetic energy and strain rate are presented. The found numerical results agree well with experimental
results like the values of computed and measured water depth at the inception point and the numerical and experimental
inception point locations. Also, the dimensionless water depth profile obtained by numerical method agrees well with that
of measurement. This study confirmed that the Ansys Fluent is a robust software for simulating air entrainment and exploring
more characteristics of flow over stepped spillways.
Przelew schodkowy jest budowlą hydrauliczną projektowaną w celu rozpraszania nadmiaru energii kinetycznej i przez to ograniczenia koniecznej głębokości w stanowisku dolnym. Przepływ przez przelew schodkowy charakteryzuje się dużym napowietrzeniem strumienia, co może zapobiec lub zmniejszyć uszkodzenia kawitacyjne powierzchni zlewowej przelewu. Porywanie powietrza rozpoczyna się tam, gdzie turbulentna przydenna warstwa graniczna osiąga swobodną powierzchnię przepływu; ten punkt nazywano „punktem początkowym”. Położenie punktu początkowego w pracy określano na podstawie wyników obliczeń programem Ansys Fluent, wykorzystującym metodę objętości skończonych płynu (VOF) wraz ze standardowym zamknięciem modelu turbulencji k – ε stosowanym w obliczaniu przepływu o swobodnej powierzchni. Celem prowadzonych badań było znalezienie nowych zależności do opisania zmian głębokości wody na stopniu schodka i położenia punktu początkowego. Przedstawiono obliczone rozkłady prędkości, turbulentnej energii kinetycznej i naprężeń. Uzyskane wyniki obliczeń są zgodne z wynikami badań eksperymentalnych. - Źródło:
-
Journal of Water and Land Development; 2019, 42; 42-48
1429-7426
2083-4535 - Pojawia się w:
- Journal of Water and Land Development
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł