بررسي تاثير فواصل كارگذاري خطوط لوله فراساحلي بر جدايش جريان
اطراف آن ها با استفاده از مدل هاي آزمايشگاهي و عددي

بهمن ارشد شب خانه1، حبيب حكيم زاده2*

كارشناس ارشد سازه هاي دريايي، دانشگاه صنعتي سهند
دانشيار دانشكده مهندسي عمران، دانشگاه صنعتي سهند
چكيده در اين مقاله به منظور كمك به درك بهتر اندركنش لوله- جريان، تغييرات به وجود آمده در جدايش جريان اطراف خطوط لوله فراساحلي به ازاي نسبت هاي متفاوت فاصله كارگذاري به قطر لوله به صورت آزمايشگاهي و عددي در حالت جريان دايمي مورد بررسي قرار گرفته است. جهت مدلسازي آزمايشگاهي، آزمايش هايي در آزمايشگاه تحقيقاتي هيدروليك ترتيب داده شد .آزمايش ها در كانال آزمايشگاهي به طول 10متر، عرض 3/0متر و عمق 5/0متر و با استفاده از لوله PVC به قطر 53/6 سانتي متر (به ازاي نسبت هاي متفاوت فاصله كارگذاري به قطر لوله) انجام گرفته است. جهت مشاهده جدايي جريان از ذرات پلي استايرن كه داراي چگالي 50/1 گرم بر سانتي متر مكعب بوده، استفاده شده است. همچنين به منظور كمك به درك هر چه بهتر پديده از كليه مراحل انجام آزمايش ها به وسيله دوربين ديجيتالي فيلمبرداري صورت گرفته است. در بخش شبيه سازي عددي نيز ميدان جريان با استفاده از نرم افزار ديناميك سيالات محاسباتي “FLUENT” تحليل شده است. سرانجام نتايج عددي به دست آمده با نتايج تجربي اين پژوهش مقايسه شده و تطابق خوبي حاصل شده است .نتايج نشان داد كه با افزايش فاصله بين دو لوله، طول ناحيه جدايي در پايين دست لوله دوم كاهش مي يابد ولي پس از فاصله معيني دو لوله بطور مستقل از هم عمل مي كنند.
كلمات كليدي: جدايش جريان، خطوط لوله فراساحلي، مدل آزمايشگاهي، شبيه سازي عددي، روش حجم محدود

Investigation on Impact of Offshore Pipelines Fitting
Distances on Flow Separation around them Using Experimental and Numerical Models

B. Arshad Shabkhaneh1, H. Hakimzadeh2

1- M.Sc. in Marine Structures, Sahand University of Technology
-2 Associate Professor, Faculty of Civil Eng., Sahand University of Technology

Abstract
In this paper, in order to understand the flow-pipe interaction more clearly, the variations on flow separation around offshore pipelines with different ratios of fitting distances due to the steady current have experimentally and numerically been investigated. For the experimental modeling, a number of experiments have been conducted in the Hydraulic Research Laboratory. The experiments have been carried out in a flume with 10 meters length, 0.3 meters width and 0.5 meters depth using P.V.C pipe with 6.35 centimeters in diameter (for different distances to diameter ratios of fitting). To visualize the flow separation, the polystyrene particles having 1.05gr/cm3 in density were used. Also, in order to understand the phenomenon as well as possible, the whole processes of tests have been recorded using a digital camera. For the numerical simulation section, the flow fields have been analyzed using a computational fluid
[email protected] نويسنده مسوول مقاله *
dynamics software “FLUENT”. Finally, the results of numerical and experimental models were compared with one to another and good agreements were achieved between them. The results showed that with increasing the fitting distance between pipes, the separation length at downstream of the second pipe was gradually decreased, however, after a given distance the two pipes behaved separately.
Keywords: Flow Separation, Offshore Pipelines, Experimental Model, Numerical Simulation,
1- مقدمه
نياز روز افزون بشر به سوخت هاي فسيلي باعث توسعه سريع صنايع فراساحلي گرديده است. از جمله مهم ترين سازه هاي فراساحلي كه در صنعت نفت و گاز به منظور انتقال اين فرآورده ها به ميزان زيادي مورد استفاده قرار مي گيرند، خطوط لوله بستر دريا مي باشند. گسيختگي خطوط لوله پيامدهاي اقتصادي و زيست محيطي بسيار زيادي به دنبال خواهد داشت.
هنگامي كه سازه اي در محيط دريا قرار مي گيرد ،حضور سازه باعث تغيير الگوي جريان در فاصله نزديكي از سازه شده كه يك يا چند مورد از پديده هايي نظير انقباض جريان، شكل گيري گردابه هاي نعل اسبي در جلوي سازه، شكل گيري گردابه هاي چرخكي (با يا بدون گردابه فكني) در پشت سازه و نيز توليد آشفتگي را به همراه خواهد داشت[1]. اين تغييرات مي تواند منجر به خستگي سازه و يا آبشستگي در اطراف آن گردد و نهايتاً پايداري سازه را تهديد نمايد[2]. با توجه به اين كه جريان يك سويه دايمي در مقايسه با جريان رفت و برگشتي ناشي از موج مي تواند تهديد جدي تري براي پايداري سازه باشد[3] و نيز به دليل اين كه در مناطق فراساحلي عملاً موج بستر دريا را حس نمي كند و از سوي ديگر به دليل همراه شدن بسياري از رودخانه هاي كشور با شبكه هاي وسيع انتقال نفت خام، گاز طبيعي، آب و فاضلاب، لزوم مطالعه پديده جدايش جريان اطراف خطوط لوله در حالت جريان دايمي محسوس بوده و از اهميت ويژه اي برخوردار خواهد بود. تحقيقاتي نيز در ارتباط با جدايش جريان اطراف خطوط لوله دريايي و يا استوانه هاي دايره اي انجام شده است. بيرمن و زدراكويچ در سال 1978 براي خط لوله واقع بر بستري كه در معرض جريان قرار داشت، سه ناحيه جدايي يكي در بالادست
Finite Volume Method.

لوله و دو تا در پايين دست آن مشاهده نمودند (شكل1) كه در آن P ناحيه جدايي اصلي و يا اوليه پايين دست، N ناحيه جدايي ثانويه پايين دست در خلاف جهت پيچك اصلي P و M ناحيه جدايي بالادست مي باشد[4].

شكل 1- طرح شماتيك نواحي جدايي در بالادست و پايين دست خط لوله واقع بر بستر [4]

سامر و فردسو در سال 1997 مرجع كاملي را در ارتباط با رژيم هاي جريان اطراف يك استوانه دايره اي تحت جريان دايمي به ازاي اعداد رينولدز مختلف ارائه نمودند [5]. برارز در سال 1999 جريان و آبشستگي را براي خطوط لوله به صورت عددي و تجربي مورد مطالعه قرار داد[6]. وي به صورت تجربي براي 104×0.6 Re= طول ناحيه جدايي در بالادست استوانه را برابر 1D و طول ناحيه جدايي اوليه در پايين دست استوانه را برابر 8D برآورد نمود. همچنين براي 104×10 Re= نيز به صورت تجربي طول نواحي جدايي در بالادست و پايين دست استوانه را به ترتيب برابر با 1.5D و 10D بدست آورد. ايشان در يك فرآيند شبيه سازي عددي نيز در 104×1.5 Re= طول ناحيه جدايي در بالادست استوانه را برابر با 0.77D و در پايين دست برابر با 7D پيش بيني نمود. هاتيپ اوقلو و آوكي در سال 2003 به صورت عددي و تجربي الگوي جريان را براي خط لوله اي واقع بر بستر و نيز نيمه مدفون مورد بررسي قرار داده و نتايج آن را ارائه نمودند[7]. در سال 2005 ليانگ و چنگ كارايي مدل هاي آشفتگي مختلف را براي شبيه سازي جريان و آبشستگي اطراف لوله اي كه به اندازه 73/0 برابر قطر خود بالاي بستر صلب قرار گرفته بود، بررسي نمودند[8 و9 ]. آنها دريافتند كه مدل آشفتگي k – ε براي كاربرد هاي مهندسي قابل اعتمادتر مي باشد. همچنين زنگانه و يگانه در سال 1389 با توسعه يك مدل عددي بر مبناي روش عددي حجم محدود و استفاده از مدل آشفتگي k – ε به بررسي تنش برشي بستر به ازاي نسبت هاي مختلف فاصله لوله از بستر پرداختند و دريافتند كه با افزايش فاصله مذكور تنش برشي بطور موثري كاهش مي يابد [10]. در سال 1387 عمراني و حكيم زاده، الگوي جريان اطراف خط لوله منفرد نيمه مدفون را به صورت عددي و تجربي مورد بررسي قرار دادند[11]. آنها به صورت تجربي براي 104×1.27 Re = طول ناحيه جدايي در بالادست خط لوله را برابر 0.9D و طول ناحيه جدايي اوليه و ثانويه در پايين دست خط لوله را به ترتيب برابر با 7.1D و 0.7D برآورد نمودند. وقتي كه بيش از يك خط لوله در مجاورت همديگر بر روي بستر دريا اجرا مي گردد، با توجه به تعداد خطوط لوله و فاصله آن ها از همديگر الگوي جريان در اطراف آن ها تغيير يافته و بالطبع جدايي جريان نيز دستخوش تغيير خواهد بود، از اينرو در اين مقاله به بررسي تاثير فواصل كارگذاري خطوط لوله فراساحلي بر جدايي جريان اطراف آن ها پرداخته شده است.

مطالعه آزمايشگاهي
به طور عموم هدف از انجام آزمايشات بر روي مدل فيزيكي يافتن طول نواحي جدايي در بالادست و پايين دست خطوط لوله به ازاي نسبت هاي متفـاوت فواصـلكارگ ذاري ب ه قط ر لول ه (L/D) و همچن ين بررس ي تغييرات الگوي جريان مورد نظر بوده اسـت. بـه همـينمنظ ور ي ك س ري آزم ايش در آزمايش گاه تحقيق اتي هيدروليك دانشگاه صنعتي سهند ترتيب داده شد.

مشخصات كانال آزمايشگاهي
در اين تحقيق آزمايش ها در كانالي آزمايشگاهي به طول 10متر، عرض3/0 متر و عمق 5/0 متر(شكل2) و با استفاده از لوله PVC به قطر 53/6 سانتي متر (به ازاي نسبت هاي متفاوت فواصل كارگذاري به قطر لوله) و در شرايط جريان دايمي انجام شده است. مهمترين بخش كارهاي آزمايشگاهي انجام دقيق آزمايشها و ثبت مشاهدات و نتايج مي باشد. بدين منظور ابتدا يك مقياس با دقتي در حد ميلي متر در پشت ديواره جانبي كانال و در زير خطوط لوله نصب گرديده به طوري كه محور X در امتداد طولي كانال باشد. دبي كانال از صفر تا 03 ليتر بر ثانيه قابل تنظيم بوده است. ديواره هاي كانال از جنس پلكسي گلاس و كف آن پلاستيك فشرده مي باشد. جريان آب توسط پمپي از مخزن به داخل كانال پمپاژ مي گردد. در سرعت هاي بالا به دليل ضربه هاي جريان خروجي از پمپ به قسمت ورودي كانال، سطح جريان در داخل كانال موجدار مي شود كه به منظور جلوگيري از اين پديده شبكه طوري شكل در بخش ورودي كانال تعبيه گرديده است به گونه اي كه آشفتگي ها و نوسان هاي موجود در سطح جريان ورودي به حداقل رسيده و باعث يكنواخت شدن سرعت و شكل جريان مي گردد. به منظور كمينه نمودن تاثير مرزهاي ورودي و خروجي كانال، لوله ها دقيقاً در وسط كانال و در فواصل 5 متر نسبت به مرزهاي ورودي و خروجي قرار داده شده است .

شكل2- كانال آزمايشگاهي

مشخص ات مــواد م ورد اســتفاده جهــت مشاهده الگوي جريان
جهت مشاهده الگوي جريان از ذرات پلي استايرن با چگالي 50/1 گرم بر سانتي متر مكعب، استفاده شده است. اين ذرات به دليل داشتن چگالي بسيار نزديك به چگالي آب، نتايج نسبتاً دقيقي را در اندازه گيري طول نواحي جدايي در بالادست و پايين دست خطوط لوله به دست مي دهند. همچنين علت استفاده از اين ذرات بجاي مواد رنگي آن است كه مواد رنگي بلافاصله پس از ورود به آب در آن پخش شده، لذا جهت رديابي و اندازه گيري طول نواحي جدايي مناسب نمي باشند .

روش انجــام آزمــايش هــا و مشخصــات مدل هاي مورد آزمايش
روش انجام آزمايش هاي اين پژوهش در حالت
عمومي به صورت زير بوده است: ابتدا لوله ها به ازاي نسبت هاي متفاوت فواصل كارگذاري به قطر لوله (L/D هاي مختلف) بر روي كف صاف هيدروليكي كانال و نيز به منظور ممانعت از حركت جانبي لوله ها به ديواره هاي جانبي كانال ثابت مي گرديدند، كه شرايط مرزي دو سر لوله به صورت گيردار مي باشد .پس از آن كه لوله ها به ديواره هاي جانبي كانال ثابت شد، پمپ روشن شده و مقدار دبي به 81 ليتر بر ثانيه رسانده مي شود، كه در اين صورت سرعت متوسط جريان در كانال برابر cm/s 20 مي باشد . بلافاصله پس از آن به وسيله سرريز كه به منظور تنظيم عمق آب در قسمت مرز خروجي كانال تعبيه شده است ،عمق آب به 03 سانتي متر رسانده مي شود. پس از گذشت زمان اندكي كه نوسانات دبي به صفر رسيد ،عمق آب ثابت شده، جريان دايمي در كانال تثبيت
كه در آن U سرعت متوسـط جريـان آب در كانـال،D قطر لوله و ν ويسكوزيته سينماتيكي آب مي باشـ د كـهدر م ورد آب در دم اي 02 درج ه س انتي گ راد براب ر m2/s 6-10 در نظر گرفته مي شود.

4-2- نتايج مطالعه آزمايشگاهي
در اغلب موارد جهت اتصال سكوهاي فراساحلي به تاسيسات ساحلي از دو يا چند خط لوله استفاده مي شود تا در صورتي كه يكي از آنها به هر دليلي دچار آسيب گرديد، وقفه اي در كار تاسيسات ساحلي به وجود نيايد. وقتي كه بيش از يك خط لوله در مجاورت همديگر بر روي بستر دريا اجرا مي گردند، با توجه به تعداد خطوط لوله و فاصله آنها از همديگر الگوي جريان اطراف آنها تغيير مي كند.
در آزمايشات انجام شده، ذرات پلي استايرن رها شده در مسير جريان، در فواصل مشخصي از بالادست و پايين دست خط لوله دچار پيچش مي شوند. اين پيچش ها معرف نواحي جدايي در بالادست و پايين دست خطوط لوله مي باشد .
به طور كلي سه ناحيه جدايي، دو مورد در پايين دست و يك مورد در بالادست خطوط لوله قابل مشاهده بودند. همچنين براي فواصل كارگذاري متفاوت، فاصله خطوط لوله از همديگر تعيين كننده بوده و بر الگوي جريان اطراف لوله ها تاثير مي گذارد.
در جدول 1 مقادير طول نواحي جدايي اندازه گيري
شده و آزمايش اصلي آغاز مي شود. اكنون ذرات شده در بالادست و پايين دست خطوط لوله به ازاي
نسبت هاي متفاوت فواصل كارگذاري به قطر لوله (L/D) آمده است. از روي نتايج جدول1 مشاهده مي شود كه طول ناحيه جدايي در بالادست لوله اول و نيز طول ناحيه جدايي ثانويه در پايين دست لوله دوم براي فواصل كارگذاري متفاوت، تقريباً برابر بوده ولي با افزايش فاصله بين دو خط لوله، طول ناحيه جدايي اوليه در پايين دست لوله دوم كاهش مي يابد و اين كاهش تا L/D=6 ادامه پيدا مي كند، به طوري كه براي 7 ≥L/D دو خط لوله بطور مستقل از هم عمل كرده به گونه اي كه براي هر كدام از خطوط لوله سه پلي استايرن جهت پي بردن به فيزيك پديده از فاصله مناسبي در بالادست جريان بر روي سطح آب رها مي شوند. همچنين براي ثبت مشاهدات آزمايشگاهي از كليه مراحل انجام آزمايش بوسيله يك دوربين ديجيتالي فيلمبرداري صورت گرفته و طول نواحي جدايي در بالادست و پايين دست خطوط لوله به ازاي نسبت هاي متفاوت فواصل كارگذاري به قطر لوله اندازه گيري مي گرديد (شكل3).
در اين آزمايشات عدد رينولدز مطابق رابطه ذيل تعريف مي گردد:
1() Re=UD/ν ناحيه جدايي مستقل از هم خواهيم داشت.

L/D=2 L/D=0

L/D=3 L/D=0.5

L/D=4
L/D=1

126498-92962

L/D=5

L/D=1.5
شكل3- تصاوير آزمايش هاي انجام شده به ازاي نسبت هاي متفاوت فواصل كارگذاري به قطر لوله(L/D)

جدول1- طول نواحي جدايي اطراف خطوط لوله به ازاي نسبت هاي متفاوت فواصل كارگذاري
طول ناحيه جدايي ثانويه در پايين دست لوله دوم طول ناحيه جدايي اوليه در پايين دست لوله دوم طول ناحيه جدايي

در بالادست لوله اول Re=UD/ν L/D
0.75D 5.8D 1.1D 12700 0
0.6D 5.2D 1D 12700 0.5
0.6D 4.9D 1D 12700 1
0.6D 4.8D 1D 12700 1.5
0.6D 4.4D 1D 12700 2
0.6D 4.2D 1D 12700 3
0.6D 4.1D 1D 12700 4
0.6D 3.9D 1D 12700 5
0.6D 3.7D 1D 12700 6

شكل4 بخشي از محيط محاسباتي مورد نظر را به صورت شماتيك نمايش مي دهد.
شبكه بندي اوليه مدل بوسيله پيش پردازنده “GAMBIT” صورت گرفته و پس از ورود به نرم افزار
“FLUENT” تكميل گرديده است. شبكه هاي به كار رفته در مدل از نوع مثلثي بي ساختار مي باشند. در نواحي كه نياز به اطلاعات بيشتري از الگوي جريان مي باشد شبكه ها ريزتر انتخاب شده اند.

3-1- شرايط مرزي مدل
شرايط مرزي، تعيين كننده ويژگي هاي جريان در مرزها با توجه به فيزيك مساله مي باشد. شرايط مرزي اجزاي بسيار مهم و تعيين كننده اي در نرم افزار شبيه ساز “FLUENT” مي باشد. از روي نتايج آزمايشات مشاهده مي شود كه علاوه بر سه ناحيه جدايي ذكر شده در فاصله بين دو خط لوله نيز گردابه هايي تشكيل مي گردد كه با افزايش فاصله بين خطوط لوله اين گردابه نيز بزرگتر مي گردد.

3- مطالعه عددي
جهت شبيه سازي عددي براي كاهش زمان محاسبات قسمتي از طول كانال آزمايشگاهي را به عنوان ناحيه محاسباتي در نظر مي گيرند.
فرض بر اين است كه در اين طول، جريان پيش از رسيدن به مانع به حالت توسعه يافته رسيده باشد. در اين تحقيق نصف طول كانال مورد نظر به عنوان ناحيه محاسباتي انتخاب شده است.

L/D=0

L/D=0

D: قطر لوله كه برابر cm53/6 مي باشد.
V: سرعت متوسط جريان در كانال آزمايشگاهي كه برابر cm/s02 در نظر گرفته شده است.
L: فاصله دو خط لوله از همديگر h: عمق آب كه برابر cm03 مي باشد.
شكل4- طرح شماتيك محيط محاسباتي

3-1-1- شرط مرزي سرعت ورودي
از اين شرط در مرز ورودي كانال استفاده مي شود .
در اين قسمت بايد اطلاعات مربوط به سرعت جريان ورودي در كانال و پارامترهاي آشفتگي اعمال گردند .مشخصه هاي آشفتگي با استفاده از روش شدت و مقياس طول تعريف شده اند .
شدت آشفتگي به صورت نسبتي از سرعت نوساني به سرعت جريان متوسط تعريف مي شود. در صورتي كه جريان توسعه يافته باشد مي توان از رابطه تجربي ذيل مقدار آن را برآورد نمود:

I=

u′ ≅ 0.16(Re DH)-0.125 ()2
uave
′u: سرعت جريان نوساني uave: سرعت جريان متوسط
Re: عدد رينولدز مربوطه بر همين اساس مقادير آشفتگي بر پايه عدد رينولدز مربوطه در محدوده 9/4% مي باشد.
مقياس طول آشفتگي يك كميت فيزيكي است كه به اندازه بزرگي گردابه هايي كه نقل و انتقال انرژي را در جريان آشفته بر عهده دارند، مربوط مي شود. در جريان كاملاً توسعه يافته در يك كانال، طول آشفتگي l با رابطه اي به ابعاد كانال مربوط مي شود و از آنجائي كه گردابه ها و چرخك هاي آشفتگي نمي توانند بزرگتر از ابعاد كانال باشند، رابطه فيزيكي بين l و ابعاد فيزيكي كانال وجوددارد:

l=0.07L (3)
كه L بعد مناسبي از كانال مي باشد .

3-1-3- شرط مرزي ديوار
شرط مرزي ديوار براي محدود كردن نواحي سيال با مرز جامد بكار مي رود. در اين تحقيق ديواره هاي كف كانال و لوله به عنوان ديوار تعريف شده و شرط مرزي عدم لغزش نيز براي آن ها لحاظ گشته است .
مقدار زبري لوله نيز برابر 5/0 ميليمتر در نظر گرفته شده است.

43-1– شرط مرزي متقارن
از اين شرط هنگامي استفاده مي گردد كه هندسه فيزيكي و الگوي مورد نظر از تحليل در مورد جريان سيال داراي تقارن آينه اي باشد. در اين تحقيق سطح آزاد آب به عنوان مرز متقارن تعريف شده است. اين بدان معني است كه از نوسانات آن صرفنظر شده است.

23– انتخاب مدل آشفتگي
اگرچه مدل هاي آشفتگي مرتبه دوم مانند مدل تنش رينولدز يا جبري مي توانند تا حدود بسيار زيادي مقادير تنش هاي رينولدز را دقيق برآورد نمايند ولي استفاده از اين مدلها به جهت افزايش تعداد معادلات ديفرانسيل مستلزم صرف زمان بسيار زياد محاسباتي است. از طرفي بر اساس مطالعات پژوهشگران پيشين از بين مدل هاي آشفتگي k – ε ، k – ω و SGS مدل k ε – بويژه در مورد بررسي حاضر نتايج بسيار خوبي را بدست داده است [8 و9 ]. از اينرو مدل آشفتگي مورد استفاده در اين تحقيق، مدل دو معادله اي k-ε-RNG بوده است. اين مدل قادر به توصيف نسبتاً دقيق تنش هاي رينولدز است.
در كانال هاي با مقاطع غير دايروي مي توان قطر هيدروليكي را براي اين پارامتر در نظر گرفت.
مقدار مقياس طول آشفتگي براي مدل هاي مذكور با توجه به ابعاد كانال برابر 021/0 مي باشد.

23-1– شرط مرزي فشار خروجي
اين شرط در مرز خروجي كانال بكار رفته كه نياز به بيان فشار و پارامترهاي آشفتگي دارد، كه بر اساس روابط( 2) و( 3) بدست مي آيند.
3-3- روند تحليل
در اين پژوهش از روش حل تفكيكي و خطي سازي ضمني جهت حل معادلات استفاده شده است و روش هاي بكار رفته جهت گسسته سازي به شرح جدول2 مي باشد. فاكتورهاي زير تخفيف براي معادلات مورد نظر برابر اعداد پيش فرض نرم افزار انتخاب شده است كه مطابق با مقادير جدول3 است.

43– صحت سنجي مدل عددي
هاتيپ اوقلو و آوكي در سال 2003 به صورت تجربي و عددي الگوي جريان را براي خط لوله واقع بر بستر و همچنين نيمه مدفون مورد بررسي قرار داده و نتايج آن را ارائه نمودند[7]. نتايج آن ها جهت صحت سنجي نتايج عددي اين پژوهش مورد استفاده قرار گرفته است.

43–1- مدل تجربي هاتيپ اوقلو و آوكي
آزمايش ها در كانالي به طول 72 متر، ارتفاع 58 سانتي متر و عرض 98 سانتي متر انجام گرفت. لوله مورد استفاده از جنس P.V.C مي باشد. قطر لوله 9/8 سانتي متر و زبري معادل آن 5/0 ميلي متر بوده و عمق آب 40 سانتي متر و سرعت جريان 23 سانتي متر بر ثانيه در نظر گرفته شده است. همچنين جهت ايجاد عمق دفن شدگي مورد نظر در دو طرف لوله از صفحه فلزي تختي استفاده شده است. جهت

جدول2- روش هاي گسسته سازي انتخاب شده
روش گسسته سازي معادله
Body Force Weighted Pressure
Simple Pressure – Velocity Coupling
Second Order Upwind Momentum
Second Order Upwind Turbulence Kinetic Energy
Second Order Upwind Turbulence Dissipation Rate

جدول3- فاكتورهاي زيرتخفيف انتخاب شده
فاكتور زير تخفيف معادله
0.3 Pressure
1 Density
0.7 Momentum
0.8 Turbulence Kinetic Energy
0.8 Turbulence Dissipation Rate
مشاهده الگوي جريان از ذرات پلي استايرن با چگالي 3gr/cm 04/1 استفاده شده و از مراحل انجام آزمايشات توسط دوربين، فيلمبرداري به عمل آمده و طول نواحي جدايي در بالادست و پايين دست لوله اندازه گيري شده است. در شكل 5 نحوه چيدمان آزمايشگاهي آورده شده است[7].

3- 4- 2- مقايسه نتايج عددي با نتايج تجربي هاتيپ اوقلو و آوكي
در جدول 4 نتايج عددي اين پژوهش با نتايج تجربي و عددي هاتيپ اوقلو و آوكي مقايسه شده است.
از روي نتايج جدول 4 ملاحظه مي شود نتايج شبيه سازي عددي انجام شده نسبت به نتايج عددي هاتيپ اوقلو و آوكي، تطابق مناسب تري با نتايج تجربي آن ها دارد.

768096220207

شکل
5

آزمایشگاهی

چیدمان
]
7
[

شکل



قیمت: تومان

دسته بندی : مهندسی دریا و بندر

دیدگاهتان را بنویسید