ارزیابی و مدلسازی تاثیر مدل اغتشاش بر هیدرولیک جریان در سرریزهای پلکانی با استفاده از نرم افزار Flow3D

محمدعلی حسین زاده¹ عبدالرسول تلوری² فاطمه رستمی³

1) کارشناس ارشد عمران، گرایش آب و سازه های هیدرولیکی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران شمال، تهران، ایران
2) دکتری عمران، عضو هیئت علمی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران شمال، تهران، ایران
3) دکتری عمران، عضو هیئت علمی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران شمال، تهران، ایران

محل انتشار : هفتمین کنفرانس بین المللی پژوهش در علوم و مهندسی و چهارمین کنگره بین المللی عمران، معماری و شهرسازی آسیا(7icrsie.com)
چکیده :
سرریزهای پلکانی اشکال متفاوتی به لحاظ هندسی دارا می‌باشند. سرریز‌های پلکانی افقی (قائم الزاویه)، سرریزهای پلکانی لبه دار (استخری)، سرریز پلکانی با پله شیب دار (مثبت یا منفی)، سرریز پلکانی با لبه نیم‌دایره (کاسه‌ای) و در نهایت نوع از انواع این سرریزها می‌باشند. هدف از انجام این تحقیق بررسی تاثیر پارامترهای هندسی و هیدرولیکی سرریزهای پلکانی بر میزان استهلاک انرژی بوده است. همچنین با توجه به گستردگی معادلات شبیه سازی آشفتگی یافتن منطقی ترین آن‌ها نیز از اهداف مورد پژوهش بوده است. لذا با مدلسازی سرریز در نرم افزار Flow3D به بررسی این مهم پرداخته شد. مقایسه استهلاک انرژی در مدل‌های اغتشاش مختلف تحت تغییرات زاویه پله نشان داده است که بر اساس نتایج مدل‌های اغتشاش سه گانه با افزایش زاویه از صفر به 5 درجه درصد استهلاک انرژی کاهش یافته است. این کاهش برای مدل نرمالیزه شده کمتر (در حدود 4%) و برای دو مدل دیگر شدیدتر (بین 12% تا 14%) می‌باشد. با توجه به منحنی نتایج برای مدل‌های یک معادله و دو معادله، افزایش زاویه شیب پله از 5 به 10 درجه منجر به افزایش استهلاک انرژی شده است (بین 11% تا 18%). با این حال بر اساس مدل نرمالیزه شده این روند همچنان کاهشی می‌باشد ( در حدود 1%). به صورت میانگین، مدل‌های یک معادله و دو معادله حساسیت بسیار کمتری نسبت به مدل نرمالیزه شده به تغییرات زاویه در پله سرریز نشان می‌دهند. لذا مدل نرمالیزه شده گزینه بهتری جهت برآورد اغتشاش جریان می‌باشد.
کلمات کلیدی : پارامتر هندسی هیدرولیک سرریزهای پلکانی Flow3D