بررسی تاثیر شیب دار کردن وجه بالادست سرریز لبه پهن مستطیلی بر روی مشخصات جریان با استفاده از نرم افزار FLOW3D

یکی از روش های متداول در شبیه سازی جریان در سازه های هیدرولیکی استفاده از روش های عددی است. این روش ها که بیشتر مبتنی بر دینامیک سیالات محاسباتی(CFD) است، کاربر را قادر می سازد تا ضمن بکارگیری معادله های حاکم بر جریان، جریان سیال را بررسی کند. در این روش ها بر خلاف دینامیک سیالات تجربی، شرایط جریان، ابعاد و اندازه های آن به راحتی قابل تغییر است تا اهداف مختلفی از طراحی برآورده شود. هزینه زیاد مدل های فیزیکی، نتایج غیر قابل تعمیم، محدودیت استفاده از دستگاه های اندازه گیری و زمان بر بودن، استفاده از این مدل ها را با محدودیت روبرو می -سازد .یکی از این نرم افزارهای قدرتمند، نرم افزار FLOW3D می باشد که بر پایه دینامیک سیالات محاسباتی است و از روش حجم سیال(VOF) برای حل معادلات استفاده می کند که امکان مدلسازی جریان در اطراف انواع سرریزها، کانال های جانبی ، کف های مشبک، خمها و قوس ها و آبگیرهای رودخانه ای وجود دارد. در این تحقیق به صورت عددی و با استفاده از نرم افزار FLOW3D، پروفیل سطح آب روی سرریزهایی با وجه بالادست 90، 45 و 10 درجه و همچنین محل جدایش جریان از روی سرریزهایی با وجه بالادست 90، 75، 60 و 45 درجه را که از مدل آشفتگی دو معادله ای استفاده شده، بدست آورده شد. نتایج نشان می دهند که برای دبی های مختلف، با کاهش شیب وجه بالادست سرریز از 90 به 10 درجه، شیب پروفیل سطح آب روی سرریز کاهش می یابد. اختلاف بین مدل آزمایشگاهی و عددی برای محل جدایش جریان در قسمت بالادست سرریزهای با وجه بالادست 90، 75، 60 و 45 درجه برای یک دبی مشخص، به ترتیب %4 ، %12 ، 10% و %8 می باشد که نشان می دهد با مدل آزمایشگاهی موجود، تطابق خوبی دارد.

کلیدواژه ها:

پروفیل سطح آزاد ، سرریز لبه پهن مستطیلی ، شبیه سازی ، دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و روش حجم سیال (VOF) ، FLOW3D