شبیه سازی عددی الگوی جریان، توزیع سرعت و رژیم جریان در سرریز پلکانی ساده و لبه دار در اثر تغییر ارتفاع لبه و دبي با استفاده از نرم‌افزار Flow3D

مجيد عليمحمدي¹ موسي رسائي²

1) دانشجوي كارشناسي ارشد مهندسي عمران - سازه هاي هيدروليكي ،دانشگاه آزاد اسلامي واحد رودهن
2) دكتري عمران وعضو هيئت علمي دانشگاه آزاد اسلامي واحد اسلامشهر

محل انتشار : پنجمین کنگره بین المللی عمران، معماری و توسعه شهری(5icsau.com)
چکیده :
سرريزهای پلکاني از جمله مهمترین سازهای هیدرولیکی می باشند که به دلیل تاثیر قابل ملاحظه پلکان ها بر میزان استهلاک انرژی جریان، در سال های اخیر به طور گسترده مورد ارزیابی قرار گرفته شده اند. در این پژوهش نوع جدیدی از سرریزهای پلکانی با نام سرریزهای پلکانی لبه دار مورد بررسی قرار گرفت و ضمن تشریح وضعیت الگوی جریان و تغییرات سرعت جریان عبوری از روی سرریز پلکانی لبه دار، با درنظر گرفتن ارتفاع های مختلف لبه پلکان های سرریز و تغییرات دبی جریان به مقایسه بین سرریزهای پلکانی لبه دار با سرریزهای پلکانی ساده نیز پرداخته شده است. لذا در این تحقیق براي حل معادلات حاکم از نرم افزار Flow3D و براي ارزيابي آشفتگي جريان از مدل RNG استفاده شده است. از مش‏بندي منظم در يک شرايط مرزي مشخص استفاده شده و روش حجم سيال(VOF) براي حل سطح آزاد جريان به کار گرفته شده است‏. سطح آزاد جريان‏، سرعت‏ها و فشارها در سرريز‏ پلکاني به وسيله روش عددي مغشوش‏ مدل شده‏اند‏. در این راستا سه نوع سرريز پلکانی با ارتفاع لبه 9و 11و15 ميلي متر و در دبي هاي 3.5و 13.5 و22 ليتربرثانيه مدل گردید و نتایج با سرریز پلکانی ساده مقایسه گردید. نتایج نشان داد که به بترتیب با افزایش ارتفاع لبه پله در سرریز پلکانی لبه دار، جریان عبوری، یکنواختی خود را از دست می دهد و پروفیل جریان آشفتگی بیشتری پیدا می کند و از انرژی جریان کاسته می شود. از طرفی افزايش دبي جريان عبوري از روي سريزهاي پلكاني باعث تبديل رژيم جريان از ريزشي به انتقالي مي شود.
کلمات کلیدی : سرریزهای پلکانی لبه دار الگوی جریان تغييرات سرعت نرم افزار Flow3D ارتفاع لبه تغييرات دبي