مطالعه عددی تأثیر شکل پلان پله ها بر میزان اتلاف انرژی سرریزهای پلکانی

افزایش میزان استهلاک انرژی ،کنترل آبشستگی و جلوگیری از فرسایش بستر رودخانه ها از جمله اهدافی هستند که در استفاده از سرریزهای پلکانی در نظر گرفته میشود. میزان عملکرد سرریز های پلکانی بستگی به ابعاد پله ها ،شکل پله ها و نوع جریان شکل گرفته بر روی آنها دارد. تحقیقات زیادی در خصوص تاثیر پارامتر های فوق بر میزان استهلاک انرژی توسط اینگونه سازه ها انجام گرفته و مطالعات کمتری در خصوص تاثیر تغییر پلان پله ها انجام شده است.بنابراین این تحقیق با هدف ارزیابی تاثیر پلانهای مختلف پله های سرریز پلکانی بر عملکرد آن مطالعه عددی انجام شده است. در این مطالعه برای شبیه سازی جریان از نرم افزار Flow-3D (ver.11.0.4) استفاده شده است. اشکال منتخب در این مطالعه شامل سرریز پلکانی با پلان مستطیلی ، پلان -vشکل داخلی و پلان -vشکل خارجی می باشند. مبنای مدلسازی عددی، نتایج مطالعه آزمایشگاهی انجام شده توسط چافی و همکاران بر روی سرریز پلکانی با پلان مستطیلی می باشد. سرریزپلکانی مورد مطالعه دارای عرض 24 سانتیمتر، ارتفاع 49 سانتیمتر، طول 80/5 سانتیمتر با 7 پله می باشد که پله ها نیز دارای عرض24 سانتیمتر، ارتفاع 7 سانتیمتر و طول 11/5 سانتیمترمی باشند.پس از واسنجی مدل عددی نسبت به نتایج آزمایشگاهی موجود، گزینه های تغییر شکل پلان از مستطیلی به V شکل اعمال و شبیه سازی در 6 آزمون با دبی های مختلف و شبکه بندی و مدل آشـفتگی یکسان شبیه سازی انجام شد. بررسی ها نشان داد که سرریز -Vخارجی نسبت به پلان مستطیلی و -Vداخلی عملکرد بهتری در کاهش انرژی فرسایشی جریان در پایین دست دارد.

کلیدواژه ها:

مدل عدد ، سرریز پلکانی ، تغییر شکل پلان پله ، استهلاک انرژی