بررسی اثر شعاع تنگ شدگی بر دقت عملکرد فلوم های قابل حمل SMBF در جریان آزاد

اندازه گیری دقیق دبی جریان در کانال های باز از ارکان اساسی مدیریت منابع آب و بهره برداری بهینه از سامانه های آبیاری و زهکشی محسوب می شود. در این پژوهش، به منظور ارزیابی عملکرد فلوم های قابل حمل SMBF در شرایط جریان آزاد، آزمایش های هیدرولیکی کنترل شده در یک فلوم آزمایشگاهی با چهار نسبت مختلف تنگ شدگی ۳۴۲/۰، ۴۶۴/۰، ۵۶۱/۰، ۷۲۶/۰ انجام شد. به طور هم زمان، مدل سازی عددی جریان در نرم افزار FLOW-۳D با استفاده از مدل آشفتگی RNG صورت گرفت تا امکان مقایسه دقیق بین نتایج عددی و داده های تجربی فراهم گردد. برای سنجش دقت مدل عددی، معیارهای ارزیابی خطای میانگین(ME)، میانگین قدرمطلق خطا (MAE)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، نش-ساتکلیف (NSE)، شاخص توافق (AI) و شاخص کلینگ–گوپتا (KGE) مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل عددی توانسته است رفتار هیدرولیکی جریان را با دقت بالایی بازتولید کند. بیشترین میزان همخوانی میان نتایج عددی و آزمایشگاهی در نسبت تنگ شدگی ۳۴۲/۰ r = به دست آمد، به طوری که مقدار خطای نسبی برابر با ۳ درصد و شاخص KGE برابر با ۹۳/۰ بوده است. در نسبت های بالاتر، به ویژه در ۷۲۶/ ۰r =، افزایش تنگ شدگی موجب تشدید جدایش جریان و افزایش خطا تا حدود ۵/۱۶ درصد گردید. بر این اساس، می توان نتیجه گرفت که مدل عددی در تنگ شدگی های ملایم (۵/۰ r<) از پایداری و دقت بیشتری برخوردار است. در نهایت، نسبت ۳۴۲/۰ r = به عنوان شرایط بهینه عملکرد فلوم های SMBF معرفی شد و پیشنهاد می گردد در طراحی عملی این نوع فلوم ها، نسبت های ملایم ۳۴۲/۰ تا ۴۶۴/۰ مدنظر قرار گیرد تا ضمن افزایش دقت اندازه گیری، پایداری جریان نیز حفظ شود.

کلیدواژه ها:

فلوم های SMBF ، اندازه گیری دبی ، مدل سازی عددی ، جریان آزاد ، Flow-۳D