بررسی عددی الگوی جریان روی سرریزهای اوجی آزاد (مطالعه موردی- سد مخزنی نمرود)

الموضوعات :

محمد حسین پورمحمدی ¹ (استادیار، گروه علوم و مهندسی آب، واحد شوشتر، دانشگاه آزاد اسلامی، شوشتر، ایران.)
زهرا شجاعیان ² (دانش آموخته دکتری سازه‌های آبی ، سازمان آب و برق خوزستان.)

تاريخ الإرسال : 26 الأحد , شوال, 1437 تاريخ التأكيد : 04 السبت , ربيع الأول, 1438 تاريخ الإصدار : 14 الخميس , ربيع الأول, 1440

الکلمات المفتاحية: سرریز, الگوی جریان, Flow-3D, سد مخزنی نمرود, مدل آشفتگی,

ملخص المقالة :

سرریزها سازه‌هایی هستند که برای تخلیه سیلاب از مخزن سد در مواقع اضطراری استفاده می‌شوند. یکی از رایج‌ترین و در عین حال ساده‌ترین این سازه‌ها، سرریز اوجی می‌باشد. در این تحقیق میدان جریان سه بعدی روی سرریز به کمک نرم افزار Flow-3D با استفاده از دو نوع مدل آشفتگی و RNG شبیه‌سازی شد. ابتدا برای پیش‌بینی دقیق‌ خصوصیات هیدرولیکی جریان روی سرریز، با استفاده از داده‌های جمع‌آوری شده فلوم آزمایشگاهی (سیواکوماران و همکاران، 1983) دو مدل‌ آشفتگی و RNG صحت‌سنجی شدند. با استفاده از داده‌های جمع‌آوری شده نتایج حاصل از صحت‌صنجی نرم افزار نشان داد که مدل آشفتگی RNG در مقایسه با مدل نتایج بهتری را نشان می‌دهد. سپس از این مدل برای شبیه سازی مدل فیزیکی سد مخزنی نمرود استفاده شد مقدارهای محاسباتی شامل اندازه‌گیری‌های فشار و پروفیل سطح آب هستند که با اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی موجود مقایسه شدند. نتایج حاصل از شبیه‌سازی با اندازه گیری‌های تجربی انطباق خوبی داشتند.

المصادر:

منابع

1)       شجاعیان، ز. و کاشفی پور، س. م. 1392. شبیه سازی عددی پرش آبی در حوضچه آراشبکه سد مخزنی نمرود. مجله علمی-پژوهشی دانش آب و خاک دانشگاه تبریز، جلد 23 شماره 2 صفحه­های 283 تا 295.

2)       کمائی رستمی، ع. 1388. بررسی تغییر شکل شوت بلوک و عمق آب پایین­دست روی پرش آبی در حوضچه آراشبکه. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز.

3)       مهرابیان، م. ع. (ترجمه). 1386. پویائی سیالات محاسباتی، اصول و کاربردها. چاپ دوم، انتشارات دانشگاه شهید باهنر کرمان.

4)       Andersson, A. G., Andreasson, P. & Staffan Lundstrom, T. 2013. CFD-modelling and validation of free surface flow during spilling of reservoir in down-scale model. Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics. 7(1): 159-167.

5)       Gonzalez, A, and Bombardelli, F. 2005.Two-phase flow theory and numerical models for hydraulic jumps, including air entrainment. in Proc. XXXI IAHR Congress, Seoul, Korea.

6)       Ho ,D., Boyes, K., Donohoo, S., & Cooper, B. 2004. Numerical flow analysis for spillways. Ancold Bulletin: 127-138.

7)       Kim, D. G., & Park, J. H. 2005. Analysis of flow structure over ogee-spillway in consideration of scale and roughness effects by using CFD model. ASCE Journal of Civil Engineering. 9(2): 161-169.

8)       Maghrebi, M., Alizadeh, S., & Lotfi, R. 2012. numerical simulation of flow over rectangular broad crested weir (Real case study). In The First International Conference on Dams and Hydropower. Tehran, Iran.

9)       Savage, B. M., & Johnson, M. C. 2001. Flow over ogee spillway: Physical and numerical model case study. Journal of Hydraulic Engineering. 127(8): 640-649.

10)   Sivakumaran, N. S, Tingsanchali, T. & Hosking, R. J. 1983. Steady shallow flow over curved beds, J. Fluid Mech. 128: 469–487.

11)   Souders, D. T., & Hirt, C. W. 2004. Modeling entrainment of air at turbulent free surfaces. In Proceedings of World Water and Environmental Resources Management. Salt Lake City, Utah (pp. 1-10).

12)   Wang, J., and Liu, R. 2000. A comparative study of finite volume methods on unstructured mashes for simulation of 2D shallow water wave problems. Mathematics and Computers in Simulation. 53(5): 171-184.

13)   Yoo M, Chen, Y., and Zhou, Q. 2000.Case study of an s-shapes spillway using physical and numerical models. Journal of Hydraulic Engineering ASCE. 132(9): 892-898.