بررسی عددی و آزمایشگاهی اثر هندسه پله ها بر جریان روی یک سرریز پلکانی در کانال روباز

یکی از راهکارهای موثر برای اتلاف انرژی در سازه های هیدرولیکی مانند سرریز ها ایجاد سرریز پلکانی است. دراین مقاله ویژگی های الگوی جریان سطح آزاد برروی سرریز پلکانی برای ۸ هندسه مختلف پله در یک کانال مستطیلی بررسی شده است. برای این منظور نتایج شبیه سازی و آزمایشگاهی با هم مقایسه شده است. از روش حجم سیال(VOF) برای مدلسازی سطح آزاد استفاده شده است. نتایج مدلهای آشفتگی k-ϵ استاندارد، k-ϵ RNG، k-ϵ Realizable، k-ω استاندارد وk-ω SST با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردیده است. با مقایسه پروفیل سطح آزاد آب و مقدار اتلاف انرژی به دست آمده از شبیه سازی و نتایج آزمایشگاهی، این نتیجه حاصل شد که مدل k-ω SST به نتایج آزمایشها نزدیک تر است. کارکرد این مدل در تعیین اتلاف انرژی و وضعیت سطح آزاد آب در پنج دبی مختلف بررسی شده است و بهترین هندسه، پله شیبدار می باشد که در دبی یکسان دارای بیشترین اتلاف انرژی است.

کلیدواژه ها:

اتلاف انرژی ، سرریز پلکانی ، شبیه سازی عددی ، مدلVOF ، جریان آشفته ، کانال روباز