شبیه سازی عددی جریان متغیر مکانی با سرریز جانبی لبه تیز ذوزنقه ای شکل
چکیده
سرریزهای جانبی یکی از سازههای هیدرولیکی کاربردی و مهم در سیستمهای کنترل و هدایت آب هستند. این سازه در دیواره کانال اصلی احداث شده و هنگامی که سطح آب در کانال بالاتر از تاج سرریز قرار میگیرد، قسمتی از جریان توسط آن به خارج از کانال هدایت میگردد. سرریزهای جانبی در انحراف آب اضافی در سیستم های جمع آوری فاضلاب شهری، همچنین در کنترل و پخش سیلاب و به عنوان سازه اضطراری در تأسیسات هیدرولیکی بزرگ چون سدها و شبکههای آبیاری و زهکشی به کار برده می شود. در نتیجه باید خصوصیات جریان عبوری از سرریز جانبی به طور موشکافانه و دقیقی مورد بررسی قرار گیرد که این سازه در عمل بیشترین کارایی را از خود نشان دهد. در تحقیق حاضر جهت رسیدن به درک روشنی از فیزیک حاکم بر میدان جریان عبوری از و مدل آشفتگی vof نسخه 10.0.1.3 ، روش flow3d سرریز جانبی لبه تیز با استفاده از نرم افزار میدان جریان در مسیر مستقیم همراه با سرریز جانبی شبیه سازی عددی شده و با استفاده از ،rng مطالعات آزمایشگاهی موجود مورد صحت سنجی قرار گرفته است. مقایسه نتایج حاصل از شبیهسازی عددی با نتایج آزمایشگاهی نشان دهنده قابلیت مدل عددی در شبیهسازی الگوی سه بعدی جریان روی سرریزهای جانبی میباشد. در ادامه، خصوصیات جریان مانند خطوط جریان در ترازهای مختلف، توزیع تنش برشی، توزیع بردارهای سرعت و تغییرات تراز سطح آب مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. در بخش آخر این تحقیق تاثیر پارامترهای هندسی و هیدرولیکی مانند طول افقی سرریز جانبی ذوزنقه ای شکل، ارتفاع تاج سرریز، زاویه ی ضلع مایل سرریز ذوزنقه ای و عدد فرود بالا دست بر الگوی جریان سرریز جانبی ذوزنقه ای بررسی شده است. بررسی نتایج حاصله از این مطالعه پارامتریک حاکی از آن است که با انتخاب مناسب ارتفاع تاج و طول افقی سرریز و پارامتر بدون بعد میتوان آبگذری را به طور قابل توجهی افزایش داد. همچنین در جاهایی که با محدودیت مصالح ساخت و محدودیت مکانی مواجه هستیم، میتوان با تبدیل کردن سرریز مستطیلی به ذوزنقه ای با زوایای مختلف آبگذری مطلوبی را بدست آورد.