شبیه‌سازی عددی الگوی جریان بر روی سرریزهای با مقطع افقی مثلثی و مقایسه با سرریز خطی با استفاده از نرم افزار Flow-3D

الموضوعات :

امیرحمزه حقی آبی ¹ (دانشیار گروه مهندسى آب، دانشگاه لرستان، ایران)
بهادر عباسپور ² (دانشجوى کارشناسى ارشد، گروه مهندسى آب، دانشگاه لرستان، ایران)
عباس ملکی ³ (استادیارگروه مهندسى آب، دانشگاه لرستان، ایران)
حسن ترابی پوده ⁴ (استادیارگروه مهندسى آب، دانشگاه لرستان، ایران)

تاريخ الإرسال : 23 الإثنين , محرم, 1438 تاريخ التأكيد : 23 الإثنين , محرم, 1438 تاريخ الإصدار : 16 الثلاثاء , رمضان, 1437

الکلمات المفتاحية: الگوی جریان, Flow-3D, شبیه سازی عددی, شبیه آشفتگیRNG, سرریزهای با مقطع افقی مثلثی,

ملخص المقالة :

سرریزها به‌طور گسترده برای عبور سیل، اندازه­گیری جریان، انحراف جریان و کنترل سطح آب در سدها، رودخانه‌ها و کانال­های باز مورد استفاده قرار می‌گیرند. این تحقیق با هدف بررسی خصوصیات هیدرولیکی جریان در سرریزهای با مقطع افقی مثلثی لبه تیز به ازای زوایای مختلف رأس سرریز صورت گرفت. میدان جریان سه‌بعدی بر روی سرریزهای 30، 60، 150 و 180 درجه به صورت عددی بر مبنای شبیه آشفتگی RNG استاندارد و با استفاده از نرم‌افزار Flow-3D  نسخه  10.0.1بررسی ‌شد. نتایج نشان داد که با افزایش زاویه رأس سرریز از 30 درجه تا 180 درجه به علت کاهش تداخل جریان عبوری با تیغه‌های ریزشی جانبی، اغتشاشات و گردابه های جریان کمتر می‌شود و از برآمدگی سطح جریان در نیم رخ طولی و اختلاف ارتفاع عرضی جریان در نیم رخ عرضی کاسته می‌شود و در پایاپ سرریز نیز فشار کاهش یافته و سرعت افزایش می یابد. درنهایت نتایج حاصله نشان می‌دهد که شبیه آشفتگی RNG در تعیین نیم رخ سطح آب در طول آب راهه پایین‌دست سرریز از دقت مناسبی برخوردار است.

المصادر:

1. اژدری مقدم م و جعفری ندوشن ا، 1392. طراحی هیدرولیکی سرریزهای کنگره‌ای ذوزنقه‌ای با استفاده از هیدرودینامیک محاسباتی. مجله عمران مدرس، دوره سیزدهم. شماره 2.


2. تقی زاده ح، 1389. بهبود عملکرد هیدرولیکی سرریزهای سه جانبی به وسیله شبیه‌سازی عددی. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، مهندسی عمران و محیط‌زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران.


3. حبیبی م  و قربانی ح، 1391. تحلیل آبشستگی در پایاب جریان‌های فروریزشی با مدل فیزیکی و عددی. اولین همایش ملی توسعه سواحل مکُران و اقتدار دریایی جمهوری اسلامی ایران.


4. سوری  ص و منصوری ع، 1391. مقایسه اثر شیب روی استهلاک انرژی در جریان ریزشی سرریز پلکانی یا استفاده از شبیه عددی. نهمین سمینار بین‌المللی مهندسی رودخانه، دانشگاه شهید چمران اهواز.


5. شجاعیان، ز. کاشفی پور، س. م.1392. شبیه سازی عددی پرش هیدرولیکی در حوضچه آرامش سد مخزنی نمرود. مجله دانش آب و خاک، جلد 23. شماره 2.


6. قاسم‌زاده ف، 1391. شبیه‌سازی مسائل هیدرولیکی در Flow-3D. چاپ اول، انتشارات دانشگاه تهران،144 صفحه.


7. Bagheri s, and Heidarpour M. 2010.Application of free vortex theory to estimate discharge coefficient for sharp-crested weirs. Biosystems Eng, 105(3): 423-427.Cihan Aydin M. 2011. CFD simulation of free-surface flow over triangular labyrinth side weir. Advances in Engineering Software 45: 159–166.


8. Falvey HT. 2003. Hydraulic design of labyrinth weirs. ASCE press.pub. Virginia, USA.


9. Hoseini S H. 2014. 3D Simulation of Flow over a Triangular Broad-Crested Weir. J. of River. Eng. SCIJOUR.


10. Haun, S., N. Reidar and R. Feurich. 2011. Numerical modeling of flow over trapezoidal broad-crested weir. Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics, vol. 5, No. 3, pp. 397-405.


11. Flow-3D® User’s Manual, Version 10.0.1, Flow Science, Inc. 2011.


12. Kumar S, Ahmad Z and Mansoor T. 2011. A new approach to improve the discharging capacity of sharp-crested triangular plan form weirs. flow measurement and instrumentation, Elsevier,Vol.22,pp.175-180.


13. Tullis Bp, Amanian N and Woldron D, 1995. Design of labyrinth spillways. ASCE J Hyd Eng, 121(3):247-255.