روشی هوشمند برای شبیه سازی عددی جریان بر روی سرریز کرامپ مبتنی بر دینامیک سیالات محاسباتی

سرریزها عموما برای انحراف جریان، عبور سیل، کنترل سطح آب در سدها، رودخانه ­ها و مجاری روباز به­ کار گرفته می­شوند. سرریز کرامپ با طراحی خاص خود، جزو سرریزهای لبه کوتاه است و جهت اندازه ­گیری دبی عبوری کانال­ها مورد استفاده قرار می­گیرد. در مطالعه حاضر، ضریب دبی جریان بر روی سرریز کرامپ با استفاده از نرم­افزار FLUENT به­ ازای شیب­ ها و ارتفاع­ های مختلف مدل سازی شد. میدان جریان بر روی سرریز کرامپ با استفاده از سه مدل آشفتگیRSM ، k-ε RNG و k-ω به صورت دو بعدی و مدل چند فازی VOF انجام شد. شرایط جریان در تمامی حالات به صورت زیربحرانی، آشفته و جریان ریزشی در نظر گرفته شد. کارایی نرم افزار FLUENT با استفاده از شاخص های آماری، شامل ضریب تببین (R۲)، میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین مطلق خطا (MAE) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج بیانگر آن است که نرم افزار FLUENT با کسب مقادیر ۰/۹۳=RMSE و ۰/۷=MAE  کارایی مناسبی در مدل سازی جریان بر روی سرریز کرامپ دارد. نتایج نشان داد با افزایش ارتفاع سرریز در یک دبی ثابت، ضریب دبی کاهش می یابد. ضریب دبی در سرریز کرامپ با ارتفاع ۰/۱۵ متر بیش ترین مقدار را دارا بود. رابطه­ مستقیمی با افزایش شیب دیواره پایین ­دست سرریز و ضریب دبی جریان وجود دارد، به طوری که با افزایش شیب دیواره، ضریب دبی جریان نیز افزایش می­یابد.

کلیدواژه ها:

سرریز کرامپ ، ضریب دبی ، مدل های آشفتگی ، FLUENT