سيد هادي موسوي‌مهر

مدل‌هاي تحليلي جريان دوفازي آب-هوا در سرريزهاي شوت و پلكاني

چكيده

در اين پايان­نامه نتايج حاصل از مطالعه­ي تحليلي بر روي جريان دوفازي عبوري از روي سرريز پلکاني و تنداب در ناحيه­ي توسعه يافته ارائه شده است. با اعمال فرضيات حاکم بر جريان دوفازي آب-هوا در معادلات پخشيدگي و انتشار، معادله­ي پيوستگي براي هوا در جريان دوفازي بدست مي­آيد. با جايگذاري رابطه­ي توزيع سرعت ارائه شده توسط چيو (1988) در معادله­ي پيوستگي هوا و اعمال شرايط مرزي براي جريان دوفازي، سه مدل قابل قبول براي توزيع غلظت هوا در مقطع جريان بدست مي­آيد. به دليل مشخص نبودن مقدار دقيق عمق جريان دوفازي (D) از سه فرضيه­ي متفاوت براي عمق جريان استفاده شده است: D = y₉₀ D = y₉₀، D = y₉₅ و D = y₉₉ ( به عنوان مثال D = y₉₀ معرف عمقي از مقطع جريان است که غلظت هوا در آن نقطه برابر 90 درصد است). در اين تحقيق همانند مطالعه­ي استراب و اندرسون (1958)، مقطع جريان به دو ناحيه­ي بالا و پايين تقسيم شد و مرز بين اين دو ناحيه پس از تحليل نتايج حاصل از مدل­هاي ارائه شده براي ناحيه­ي پايين بدست مي­آيد.

براي محاسبه­ي مقدار خطا و همبستگي نتايج بدست آمده از مدل­هاي حاضر با نتايج تحليلي-تجربي استراب و اندرسون (1958)، نتايج تحليلي چانسون (1994) و نتايج تجربي چمني و راجاراتنام (1997 و 1999) از دو معيار RMSE و R² استفاده شده است. با استفاده از اين دو معيار مشخص شد که نتايج بدست آمده از مدل­هاي حاضر براي ناحيه­ي پايين به نتايج تحليلي-تجربي استراب و اندرسون و نتايج تجربي چمني و راجاراتنام بسيار نزديک است.

به دليل اغتشاش و آشفتگي زياد در نزديکي سطح جريان دوفازي، براي توزيع غلظت هوا در ناحيه­ي بالايي جريان از توزيع تصادفي نمايي استفاده شده است. حداکثر خطاي نتايج حاصل از توزيع تصادفي نمايي براي ناحيه­ي بالا نسبت به نتايج آزمايشگاهي با استفاده از معيار خطاي RMSE برابر 02/0 بدست آمد.