شبیه سازی عددی جریان روی سرریزهای سه جانبی با استفاده از روش لاگرانژی MPS

سرریزهای سه جانبی از جمله سازه های تخلیه کننده سدها بوده که علیرغم محدودیتهای هیدرولیکی، در شرایط خاص توپوگرافیکی به عنوان بهترین انتخاب مطرح می شوند. تلاطم و آشفتگی شدید جریان و اعمال ضربات نوسانی شدید آب بر کف و دیواره های کانال جانبی از جمله شرایط نامناسب هیدرولیکی در این سرریزها بوده که بررسی دقیق آنها ضروری است. در این تحقیق با استفاده از نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی Prometech Particleworks، میدان جریان سه بعدی بر روی سرریز جانبی U شکل و آستانه واقع در انتهای کانال جانبی، به صورت عددی و با استفاده از روش لاگرانژی نیمه ضمنی ذرات متحرک (MPS) شبیه سازی شده است. برای کالیبراسیون و صحت سنجی مدل عددی از داده های آزمایشگاهی مدل هیدرولیکی سرریز سد جره ساخته شده در موسسه تحقیقات آب استفاده گردیده است. مقایسه نتایج عددی در دبی های 11، 55، 113 و 177 لیتر بر ثانیه، با داده های آزمایشگاهی نشان می دهد که این مدل قابلیت پیش بینی مناسب الگوی سه بعدی جریان مزبور را دارد و همچنین روش لاگرانژی در مقایسه با روش اویلری از دقت بیشتری برخوردار است؛ به طوریکه، خطای شبیه سازی عمق جریان در محور مرکزی کانال در مدل عددی MPS به طور میانگین، به ترتیب 3.2، 5.2، 1.8 و 0.4 و در مدل عددی VOF به طور میانگین، به ترتیب 3.3، 3، 3.2 و 1.8 می باشد.

کلیدواژه ها:

سرریز سه جانبی ، شبیه سازی ، روش لاگرانژی MPS ، نرم افزار Prometech Particleworks