مدلسازی رایانه ای ترکیب سرریز پلکانی با تندآب در پایین دست برای رفع مشکلات سازه استهلاک انرژی

محمد مهدی قربانی ساوجی

چکیده

جریان در سرریز پلکانی در برخی موارد با توجه به استهلاک بالای انرژی در انتهای سرریز و ورود به حوضچه آرامش، سرعت و عدد فرود کافی را نداشته و قادر به انجام یک پرش مناسب هیدرولیکی نمی باشد و با پرش های ناقص و مخربی روبرو می شود. برای رفع این مشکل، طرحی نوین به صورت ترکیب این نوع سرریز با تندآب در پایین دست سرریز پلکانی ارائه شده است. در این طرح با حذف بخشی از پلکان ها انتهایی و تبدیل آن به تندآب، جریان در انتهای سرریز، دارای سرعت و عدد فرود کافی برای یک پرش مناسب و غیرمخرب خواهد شد. در تحقیق حاضر کارایی این طرح به کمک مدلسازی عددی با استفاده از نرم افزار14 ansys fluent ، مدل دو فازی mixture و مدل آشفتگی k-? با زیر شاخه realizable بررسی گردید. تمام مدل ها به صورت دو بعدی بوده و عرض حوضچه آرامش و سرریز یکسان در نظر گرفته شده است. از طرفی جریان بر روی تمام سرریزهای مدل شده از نوع لغزشی می باشد. بعد از اعتبارسنجی و پی بردن به صحت عملکرد نرم افزار به طراحی پنج نوع سناریوی مختلف با شیب ها و دبی های مختلف پرداخته شد (زاویه سرریزها بین 14 تا 25 درجه و دبی بین 0.11 تا 0.45 متر مربع بر ثانیه). در تمام سناریوها، پلکان های انتهایی از یک تا چهار عدد به تندآب تبدیل و سرریز برای رسیدن به پرشی پایدار و غیرمخرب بهینه سازی گردید. نتایج سناریوهای مختلف نشان داد، این طرح به خوبی می تواند پرش را به سمت یک پرش هیدرولیکی مناسب میل دهد.

اساتید راهنما و مشاور

سعید رضا صباغ یزدی