شبیه سازی عددی سطح آزاد و میدان جریان در کانال دایروی در امتداد سرریز جانبی در شرایط جریان زیربحرانی

چکیدهسرریز جانبی بهعنوان سازه کنترلکننده جریان بر روی دیواره کانال اصلی نصب میشود. هنگامیکه سطح آببالاتر از تاج سرریز جانبی است، جریان اضافی از روی تاج سرریز شده و به داخل کانال جانبی هدایت میشود. اینسازهها کاربرد وسیعی در شبکههای دفع فاضلاب شهری، سیستمهای آبرسانی، شبکه زهکشی و انحراف سیلابدارند. در این مطالعه سطح آزاد جریان و دبی جریان عبوری از روی سرریز جانبی در یک کانال دایروی با استفاده ازو برای برآورد RNG k-ε شبیهسازی شد. برای شبیهسازی آشفتگی میدان جریان از مدل آشفتگی FLOW-۳D نرمافزاراستفاده شد. نتایج شبیهسازی عددی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردید که VOF تغییرات سطح آزاد جریان نیز از طرحدقت قابلقبول مدل عددی را نشان داد. در ادامه، ضریب دبی سرریز جانبی و نیز سطح آزاد جریان برای دبیهایمختلف داخل کانال اصلی مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس نحوه تغییرات عرض صفحه جدایش جریان از محل بسترکانال اصلی بهسمت سطح آزاد جریان بررسی شد. همچنین اثر شکل کانال دایروی بر روی الگو و شدتجریان ثانویه درکانال اصلی و اثرات دبی کانال اصلی بر روی ارتفاع نقطه سکون و الگوی تنش برشی بستر موردبررسی قرار گرفت. براساس الگوی جریانهای زیربحرانی، عمق جریان از بالادست سرریز جانبی بهسمت انتهای پاییندست سرریز افزایشیافت. برای کلیه نیمرخهای طولی، با افزایش دبی کانال اصلی، عمق جریان در امتداد سرریز جانبی افزایش یافت.

کلیدواژه ها:

سرریز جانبی ، سطح آزاد ، شبیهسازی عددی ، کانال دایروی ، میدان جریان