شبیه سازی جریان در سرریز پلکانی با دیواره همگرا

در این تحقیق، جریان بر روی سرریزهای پلکانی با دیواره همگرا و همچنین سرریز پلکانی ساده با روش عددی حجم محدود مورد مطالعه قرار گرفت . با مقایسه ی نتایج شبیه سازی های سه بعدی با داده های آزمایشگاهی Hunt و همکاران 2008) ،(2012 نتیجه گرفته شد که در مدل عددی بخوبی می توان جریان را شبیه سازی کرد. ابتدا با انجام آزمایش های عددی شرایط مرزی مناسب، مش بندی با ابعاد مورد نظر و مدل مناسب آشفتگی برای توصیف هیدرولیک جریان بر روی سرریزهای پلکانی با دیواره همگرا حاصل شد. دو مدل آشفتگی دو معادله ای K-، RNG K- و یک مدل آشفتگی گردابه های بزرگ LES مورد استفاده قرار گرفت. با مقایسه ی داده های آزمایشگاهی با نتایج مدلسازی عددی مشخص شد که مدل آشفتگی LES نسبت به سایر مدل های آشفتگی مطابقت بهتری با داده های آزمایشگاهی دارد. در ادامه به بررسی تاثیر همگرایی دیواره سرریز پلکانی بر استهلاک انرژی و سرعت جریان پرداخته شد. در این پژوهش نتیجه گرفته شد که در سرریز پلکانی همگرا با افزایش زاویه همگرایی استهلاک انرژی کاهش و سرعت جریان پایین دست افزایش می یابد. میزان افزایش سرعت جریان در سرریز همگرا با زاویه 52 درجه نسبت به سرریز پلکانی ساده7/27 درصد می باشد.

کلیدواژه ها:

سرریزهای پلکانی با دیواره همگرا ، شبیه سازی جریان ، استهلاک انرژی.