شبیه سازی عددی جریان از روی سرریز جانبی لبه پهن با استفاده از مدل flow-3d
چکیده
سرریزهای جانبی از انواع سازه های هیدرولیکی می باشند که با اهداف مختلف در سیستم های انتقال آب مورد استفاده قرار می گیرند. جریان در سرریزهای جانبی تاکنون موضوع بررسی بسیاری از پژوهش ها بوده است. اغلب این مطالعات بر روی سرریزهای لبه تیز متمرکز بوده، در حالی که سرریزهای جانبی لبه پهن علاوه بر کاربرد به عنوان یک سازه اندازه گیری مناسب، به دلیل ایجاد پایداری بیشتر در سیستم های کنترل و پخش سیلاب نیز نسبت به سرریزهای لبه تیز گزینه مناسب تری می باشد. مطالعات انجام شده در زمینه سرریزهای جانبی لبه پهن بسیار محدود بوده و لزوم انجام تحقیقات در این زمینه بیشتر احساس می شود. در این پایان نامه با توجه به کاربرد و اهمیت سرریزهای جانبی لبه پهن، با استفاده از نرم افزار flow-3d جریان در کانال آبرسان و سرریز جانبی لبه پهن شبیه سازی شده و با انجام مراحل واسنجی، نتایج حاصل از این مدل ریاضی با داده-های آزمایشگاهی مقایسه شده است. دراین مطالعه، از نتایج آزمایشگاه هیدرولیک پژوهشکده خاک و آبخیزداری ایران استفاده شده است. نتایج این مقایسه نشان می دهد که از میان مدل های تلاطمی موجود در این نرم افزار شامل مدل طول اختلاط پرانتل، مدل تک معادله ای، دومعادله ای k-?، دو معادله ایrng k-? و روش گردابه ای بزرگ (les)، مدل تلاطمی rng k-? از دقت بالاتری برای شبیه سازی دبی عبوری از سرریز جانبی برخوردار است. بر اساس این مقایسه ها، درصد میانگین و حداکثر خطای نسبی مدل ریاضی در برآورد دبی عبوری از سرریز به ترتیب 62/7 و 3/15 بدست آمده است که دقت و کارایی مناسب این نرم افزار را نشان می دهد. این مقادیر برای رابطه رانگاراجو و همکاران (1979) به ترتیب 4/85 و 6/98 محاسبه شده است. همچنین با استفاده از مدل ریاضی واسنجی شده، اثر تغییر ارتفاع و پهنای تاج سرریز بر دبی عبوری از سرریز مورد بررسی قرار گرفته است. بر این اساس نتیجه شد که ارتفاع تاج سرریز جانبی لبه پهن بر مقدار دبی خروجی از سرریز نسبت به پهنای تاج موثرتر است.