مدلسازی عددی سرریز-دریچه های استوانه ای در کانال های روباز

سازه ترکیبی سرریز -دریچه به دلیل قابلیت عبور همزمان مواد معلق از روی سرریز و مواد ته نشین شده در جریان آب از زیر دریچه، عملکرد بهتری دارند. سهولت طراحی و همچنین کمک به انحنای جریان باعث شده است مدلهای استوانه ای برای سرریز-دریچه مورد توجه قرار گیرند. در این تحقیق با استفاده از نرم افزار FLOW-3D جریان عبوری برای 4 قطر مختلف مدل استوانه ای شبیه سازی و مورد مطالعه قرار گرفت. هر یک از مدلها برای 3 عمق آب ورودی جریان 20، 22/5 و 25 سانتیمتر بررسی شده است. با مقایسه نتایج حل عددی با داده های آزمایشگاهی سوری و همکاران (1393) نشان داده شد که متوسط درصد خطای شبیه سازی %8 بدست می آید و مدل صحتسنجی شد. با انجام آنالیز ابعادی به روش قضیه π باکینگهام پارامترهای بدون بعد محاسبه و مورد بررسی قرار گرفت. برای تمامی قطرهای سیلندر موردبررسی، پارامتر بدون بعد (فرمول درمتن مقاله) برای ضریب دبی های بالا بیشتر بوده و با کاهش این ضریب، مقدار این پارامتر برای هر سه بازشدگی سرریز-دریچه کاهش پیدا میکند . طوریکه محدوده تغییرات این پارامتر از بازه 0/75 الی 0/9 در مدل استوانه ای 7/5 سانتیمتر، برای مدل استوانه ای با قطر 15 سانتیمتر به حدود 0/3 الی 0/72 کاهش یافته است. نتایج این تحقیق نشان میدهد تغییرات ضریب دبی سازه ترکیبی سرریز-دریچه استوانه ای با پارامتر بدون بعد نسبت عمق جریان آب بالادست به پایین دست و میزان بازشدگی دریچه رابطه مستقیم داشته و با پارامترهای عدد فرود بالادست و نسبت ضخامت آب روی سرریز به عمق جریان بالادست رابطه معکوس دارد.

کلیدواژه ها:

سرریز-دریچه استوانه ای ، آنالیز ابعادی ، ضریب دبی ، .FLOW-3D