شبیه سازی جریان بر روی سرریزهای لبه تیز و لبه پهن با تاج افقی و شیب دار در پیچ یک آبراهه

احداث سرریزها در محدوده پیچ رودخانه، مشکلاتی را از نظر هدایت جریان به آبگیرهای طرفین پدید می آورد. هدف اصلی از تحقیق حاضر، شبیه سازی کارکرد سرریزها در پیچ یک آبراهه با استفاده از مدل عددی FLOW-۳D و مقایسه آن با نتایج مطالعات پیشین از مدل فیزیکی و مدل عددی FLUENT بوده است. از کاربرد مدل عددی برای توسعه آزمون های تجربی (با کاهش زمان و هزینه ها) در آینده استفاده خواهد شد. از نتایج ۳۲ آزمون تجربی جریان بر روی سرریزهای لبه تیز و لبه پهن، در یک فلوم آزمایشگاهی با پیچ ۹۰ درجه استفاده گردید. پایداری و حساسیت مدل FLOW-۳D به پنج عامل: اندازه شبکه محاسبات، زمان مدل سازی، نوع مدل تلاطمی، طول اختلاط تلاطم و ضریب زبری مورد آزمون قرار گرفت. در فرآیند مدلسازی، مدل مناسب تلاطم از نوع RNG، طول اختلاط تلاطم معادل ۷ درصد بار آبی سرریز، اندازه بهینه شبکه محاسبات عددی ۰۲/۰ متر، و زمان شبیه سازی ۶۰ ثانیه بوده است. حسایت مدل به طول اختلاط و ارتفاع زیری بستر آبراهه ناچیز بوده است. نتایج مدل FLOW-۳D نیز نشان می دهد که در مقاطع عرضی بالادست، ابتدا، انتها و پایین دست پیچ، عملکرد سرریزهای با تاج افقی مناسب است. سرریزهای با تاج شیبدار در بازه ۳۰ تا ۶۰ درجه پیچ، و با زاویه ۲ تا ۵ درجه با افق (به سمت دیواره خارجی)، موثر هستند. شبیه سازی الگوی جریان برای دو مدل FLOW-۳D و FLUENT عموما همسان بوده، و متوسط درصد خطای برآورد بده واحد عرض سرریز از دو مدل کمتر از ۵ درصد و قابل قبول است. .

کلیدواژه ها:

سرریز لبه تیز ، سرریز با تاج شیب دار ، پیچ آبراهه ، Flow-۳D ، Fluent