بررسی عددی جریان آب عبوری از سرریز لبه آبریز به روش حجم سیال (VOF)

در این مقاله، به کمک نرمافزار Flow-3D میدان جریان عبوری از سریز اوجی بررسی میگردد. همچنین اثر هندسه سرریز و بلندای آب بالا دست سرریز بر میدان جریان و توزیع فشار بررسی شده و تاثیر مدلهای مختلف آشفتگی Prandtl (فرمول در متن اصلی مقاله ) و RNG و ( Renormalized Group) در میدان جریان نیز مورد توجه بوده است. نرمافزار Flow-3D یک برنامه تحلیلی میدان جریان است که معادلات حاکم بر میدان جریان عبوری از روی سرریز که همان معادلات RANS eynolds Averaged Navier Stocks میباشند را حل نموده و از روش VOF و (Volume Of Fluid) برای تعیین پروفیل سطح آزاد جریان و از تکنیک FAVOR و Fractional of Area/Volume Representation برای در نظر گرفتن موانع در میدان جریان استفاده میکند. تغییر هندسه سرریز باعث تغییر توزیع فشار بر تاج سرریز و میزان دبی عبوری از آن میشود، که این نکته در طراحی پروژههای مشابه مفید میباشد. تاثیر بلندای آب پشت سرریز نیز بر حل میدان جریان و فشار روی سرریز همخوانی خوبی با نتایج آزمایشگاهی آقایان Savage و Johnson سویج در سال 2001 و آیین نامهای مانند USBR و U.S. U.S. Army Crops of Engineer)USACE و (Bureau of Reclamation خواهد داشت در این تحقیق تاثیر هندسه و بلندای آب بالا دست سرریز در میزان هوای وارد شده به جریان در اثر پدیده خودهواگیری نیز بررسی شده است و یکی از مزیتهای این تحقیق نسبت به موارد مشابه میباشد. با توجه به نتایج بدست آمده از تحقیق حاضر کارآمدی مدل عددی مورد استفاده در تحلیل جریانهای دارای سطح آزاد و آشفته نمایان میگردد، که این امر دلیلی بر لزوم استفاده از روشهای عددی در کنار روشهای آزمایشگاهی، جهت بهینه سازی مدل و صرفه جویی در هزینه و زمان است، اما در حال حاضر استفاده از این روش به تنهایی و بدون مدل آزمایشگاهی در پروژههای بزرگ توصیه نمی گردد.

کلیدواژه ها:

سرریز اوجی ، بلندای آب ، روش حجم سیال (VOF) ، میدان جریان ، نرمافزار FLOW-3D