بررسی عددی خصوصیات جریان در مدل ترکیبی سرریز- دریچه منشوری با استفاده از نرم افزار flow 3d
چکیده
سرریز و دریچه به صورت عمده به علت داشتن روابط نسبتاً ساده و دقیق در اندازه گیری جریان و کنترل سطح آب کاربرد بیشتری دارند. همواره آب جاری در مسیر رودخانه و کانال دارای ذرات معلق رسوب و مواد شناور می باشد. در این شرایط می توان سرریز و دریچه را با هم ترکیب نمود و سیستم متمرکزی به نام سرریز- دریچه تشکیل داد که امکان انتقال مواد رسوبی از زیر دریچه و مواد شناور از روی سرریز فراهم شود. در تحقیق حاضر به منظور افزایش ضریب دبی سازه سرریز- دریچه، نوع جدید این سازه یعنی شکل منشوری آن معرفی شد و با استفاده از شبیه سازی عددی توسط نرم افزار flow 3d، اثرات هیدرولیکی جریان و هندسه سازه (بازشدگی دریچه، ارتفاع سازه و زاویه قرارگیری یا میل سازه نسبت به امتداد افق) بر ضریب دبی جریان، توزیع سرعت، پروفیل های فشار و سطح آب و محل تشکیل عمق بحرانی در اطراف سازه بررسی شد. به منظور ارزیابی قابلیت نرم افزار flow 3d در شبیه سازی جریان، از داده های آزمایشگاهی پروفیل سطح آّب سرریز نیم استوانه ای استفاده گردید. نتایج نشان داد ضریب دبی جریان در سرریز- دریچه منشوری نسبت به انواع دیگر سرریز- دریچه ها افزایش داشته و به ازای افزایش پارامترهای بی بعد h_3/p و h_3/a در ابتدا روند ثابت و سپس روند افزایشی دارد. این ضریب برای مدل با 105 =? درجه نسبت به مدل های با 75 و 90 =? درجه بیشتر می باشد. بررسی پروفیل و بردارهای سرعت در اطراف مدل ترکیبی سرریز- دریچه نیز نشان داد که سرعت جریان بعد از سرریز به علت ریزش جریان و همچنین در قسمت زیر دریچه به دلیل ارتفاع آب در بالای آن، افزایش یافته و در بازه ی "3.35<" "x" /"p" "<5.6" در پایین دست سازه به حداکثر مقدار خود می رسد. همچنین در محل سرریز به علت ریزش جریان و جدایشی که در جریان رخ می دهد، فشار منفی گشته است. بررسی تغیییرات عدد فرود در محدوده سازه ترکیبی نشان دهنده این است که محل تشکیل عمق بحرانی و تبدیل نوع جریان در محدوده "1.51<" "x" /"p" "<2.35" در قسمت پایین دست سازه می باشد.