شبیه سازی عددی جریان بر روی سرریز استوانه ای با در نظر گرفتن مؤلفه‌ی زبری بااستفاده از شبیه ε-k معیار

الموضوعات :

اکرم عباسپور ¹ , سعید هاشمی کیا ²

1 - استادیار گروه مهندسی آب دانشگاه تبریز
2 - دانشجوی کارشناسی مهندسی آب دانشگاه تبریز

تاريخ الإرسال : 29 السبت , ربيع الثاني, 1435 تاريخ التأكيد : 29 السبت , ربيع الثاني, 1435 تاريخ الإصدار : 19 الجمعة , محرم, 1435

الکلمات المفتاحية: سرریز استوانه ای, جزء حجم سیال ((VOF, ضریب بده‌ی جریان, شبیه آشفتگی ε-k معیار,

ملخص المقالة :

با توجه به ماهیت نیمرخ سطح آب روی سرریزها، سرریزهای استوانه­ای در دسته بندی سرریز لبه کوتاه به شمار می­روند. از مهمترین مزایای آبی یک سرریز استوانه­ای، طراحی ساده، سهولت عبور اجسام شناور و الگوی پایدار جریان در مقایسه با طراحی سرریز منحنی پیوند شکل می­باشد. در این مقاله جریان بر روی سرریز استوانه­ای صاف و زبر با استفاده از شبیه‌ آشفتگی ε-k معیار به‌صورت دو بعدی شبیه سازی ‌شده و سطح آزاد جریان با روش VOF تعیین گردید. نتایج نشان دادند که شبیه آشفتگی k-ε معیار و روش VOF برای پیش بینی نیمرخ سطح آب و بده‌ی جریان بر روی سرریز استوانه­ای مناسب بوده، و خطای نسبی متوسط مقادیر بار آبی به‌دست آمده از شبیه عددی و اندازه گیری شده 1 تا 4 درصد می­باشد. تأثیر زبری سرریز استوانه­ای بر روی ضریب بده‌ بررسی شد و با مقادیر تجربی محققین قبلی مقایسه گردید. نیمرخ­های سرعت افقی پیش­بینی شده از انگاره درسلر و تابع جریان برای مقایسه با نتایج شبیه عددی ارائه شده‌اند.

المصادر:

2. Chanson, H., and J.S. Montes. 1997.
Overflow characteristics of circular
weirs. Res. Rep. No. CE154. The Univ.
of Queensland, Australia.
3. Chanson, H., and J.S. Montes. 1998.
Overflow characteristics of circular
weirs: effect of inflow conditions. J. Irrig.
Drain. Eng. ASCE. 124: 152-162.
4. Chonrong, L., A. Huhe, and M. Wenju.
2002. Numerical and experimental
investigation of flow over cylindrical
weirs. Acta Mech. Sinica. 18: 23-31.
5. Dressler, R.F. 1978. New nonlinear
shallow flow equations with curvature. J.
Hyd. Res. 16: 205–222.
6. Fluent. 6.3. 2006. User’s Guide. Fluent
Incorporated, Lebanon, N.H. Available at
http://www.fluent.com.
7. Haun, S., R.B. Nils, and R. Feurich.
2011. Numerical modeling of flow over
trapezoidal broad crested weir. Eng.
Appl. Comput. Fluid Mech. 5397-405.
8. Heidarpour, M., and M.R. Chamani.
2006. Velocity distribution over
cylindrical weirs. J. Hyd. Res. 44: 708–
711.
9. Liu, C.R., W.J. Ma, and A.D. HuHe.
2002. Numerical investigation of flow
over a weir. J. Acta. Mech. Sinica 18:
594-602.
10. Montes, J.S. 1964. On the influence of
curvature, surface tension and viscosity
on flow over round-crested weirs.
Discussion. Proc. Instn. Civil. Engrs.,
London. 28: 562-563.
11. Othman, K.I., T.A. Chilmeran, and A.I.A
Ibrahim. 2011. Effect of size and surface
roughness of circular weirs on overflow
characteristic. J. Al Rafidain Eng. 19: 77-
89.
12. Ramamurty, A.S., and N.D. Vo. 1993.
Characteristics of circular crested weir. J.
Hyd. Res. ASCE. 119: 1055-1063.
13. Tadayon, R., and A.S. Ramamurthy.
2009. Turbulence modeling of flows over
circular spillways. J. Irrig. Drain. Eng.
ASCE. 135: 260–262.

_||_