شبیه سازی عددی تاثیر شیب بستر کانال بر عملکرد هیدرولیکی سرریز جانبی مستطیلی لبه تیز با رژیم های زیر و فوق بحرانی

سرریزهای جانبی از انواع سازه های هیدرولیکی می باشند، که با اهداف متفاوت در سیستمهای انتقال آب بکار گرفته می شوند. در اکثر عملیات های احداث کانال های آبیاری و انتقال آب، براساس شرایط توپوگرافی زمین، کف کانال ها شیب دار اجرا می شود. هدف از تحقیق حاضر، بررسی عددی تغییرات شیب بستر کف و ارزیابی عملکرد سرریز جانبی در شرایط سیلابی و رژیم جریان فوق بحرانی و زیربحرانی می باشد. برای شبیه سازی جریان از روش دینامیک سیالات محاسباتی و نرم افزار ®FLOW-۳D و از مدل آشقتگی RNG استفاده شد. با بررسی پروفیل سطح جریان عبوری از سرریزها در شیب بستر متفاوت مشاهده گردید که در یک شیب ثابت، در رژیم جریان زیربحرانی، روند پروفیل سطح از ابتدا تا انتهای سرریز افزایشی و در رژیم جریان فوق بحرانی کاهشی است. با افزایش شیب بستر کانال اصلی، سطح جریان عبوری از روی سرریز کاهش می یابد. به طور متوسط با تغییر رژیم از زیربحرانی به فوق بحرانی، راندمان سرریز ۲۱/۱۱ درصد کاهش یافت. افزایش شیب بستر باعث کاهش راندمان سرریز و ضریب دبی در رژیم جریان زیربحرانی تا ۵۴/۱۴ درصد و در رژیم جریان فوق بحرانی تا ۲۶/۹ درصد شد. افزایش ضریب دبی با افزایش ارتفاع سرریز، بین ۶/۴ تا ۸/۷ درصد متغیر بود. با افزایش شیب بستر کانال، سرعت در امتداد طولی سرریز، در رژیم جریان زیربحرانی و فوق بحرانی به ترتیب ۸۸/۱۰ و ۱۷/۶ درصد افزایش و سرعت عرضی در امتداد عرضی برای رژیم جریان زیربحرانی و فوق بحرانی به ترتیب ۲۳/۲۲ و ۸/۴ درصد کاهش یافت.

کلیدواژه ها:

توزیع سرعت ، رژیم جریان ، سرریز جانبی ، شیب بستر ، ضریب دبی جریان