بررسی عددی اثر عدد فرود بالادست بر الگو و مشخصات جریان در امتداد سرریز جانبی لبه تیز مستطیلی

سرریزهای جانبی دارای کاربرد گسترده ای در مهندسی هیدرولیک هستند، که به علت حساسیت موضوع نیاز به طراحی و بررسی دقیق دارند. در مقاله ی حاضر جریان عبوری از سرریز جانبی مستطیلی لبه تیز در کانال باز مستطیلی با استفاده از نرم افزار FLOW-۳D و بکارگیری مدل آشفتگیRNG k- و روش VOF شبیه سازی شده است. در تحقیق حاضر پس از صحت سنجی نتایج مدل عددی با داده های آزمایشگاهی، به بررسی اثرات عدد فرود بالادست بر الگو و مشخصات جریان در امتداد سرریز جانبی پرداخته می شود. نتایج در این مطالعه نشان می دهد، با کاهش عدد فرود، ماکزیمم و مینیمم سرعت طولی در طول سرریز جانبی به ترتیب افزایش و کاهش می یابد. با کاهش عدد فرود، ماکزیمم سرعت جانبی در طول سرریز جانبی افزایش می یابد، که بیانگر افزایش دبی عبوری از سرریز جانبی می باشد. همچنین توزیع مولفه های مختلف سرعت در برابر تغییرات ارتفاع جریان در روی وسط تاج سرریز برای عدد فرود های متفاوت نشان می دهد، با کاهش عدد فرود بالادست، توزیع سرعت طولی در نزدیک تاج سرریز غیر یکنواخت تر می شود. برای اعداد فرود متفاوت، سرعت جانبی تا ارتفاع معینی از روی تاج سرریز افزایش می یابد و سپس با نزدیک شدن به سطح آزاد جریان مقدارآن کاهش می یابد. ماکزیمم سرعت قائم برای عدد-فرود های متفاوت، در نزدیکی تاج سرریز رخ می دهد و با افزایش ارتفاع و نزدیک شدن به سطح آزاد جریان مقدار آن به تدریج کاهش می یابد. با کاهش عدد-فرود، سرعت قائم در نزدیکی سطح آزاد جریان منفی می باشد. در خصوص سطح آزاد جریان در مجاورت سرریز جانبی، با افزایش عدد فرود بالادست، عمق سطح آب در انتهای سرریز دچار تغییرات شدیدی می شود.

کلیدواژه ها:

Side weir ، Flow-۳D ، Froude number ، Flow pattern ، Velocity distribution ، سرریز جانبی ، نرم افزار FLOW-۳D ، عدد فرود ، الگوی جریان ، توزیع سرعت