شبیه‌سازی عددی جریان روی سرریزهای سه‌جانبی با استفاده از روش لاگرانژی MPS

محمد مناف‌پور¹ ‌یاسر باقرزاده افرمجانی²

1) استادیار سازه‌های هیدرولیکی – دانشگاه ارومیه -
2) دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران –آب و سازه‌های هیدرولیکی دانشگاه ارومیه -

کد IOI مقاله : XYHF-BHBHD
محل انتشار : شانزدهمین کنفرانس ملی هیدرولیک ایران(16hydro.ir)
چکیده :
    سرریزهاي سه‌جانبی از جمله سازه‌های تخلیه‌کننده سدها بوده که علیرغم محدودیتهاي هیدرولیکی، در شرایط خاص توپوگرافیکی به عنوان بهترین انتخاب مطرح می‌شوند. تلاطم و آشفتگی شدید جریان و اعمال ضربات نوسانی شدید آب بر کف و دیواره‌هاي کانال جانبی از جمله شرایط نامناسب هیدرولیکی در این سرریزها بوده که بررسی دقیق آنها ضروری است. در این تحقیق با استفاده از نرم‌افزار دینامیک سیالات محاسباتی Prometech Particleworks، میدان جریان سه بعدي بر روي سرریز جانبی U شکل و آستانه واقع در انتهاي کانال جانبی، به صورت عددي و با استفاده از روش لاگرانژی نیمه‌ضمنی ذرات متحرک (MPS) شبیه‌سازي شده است. براي کاليبراسيون و صحت‌سنجی مدل عددي از داده‌هاي آزمايشگاهي مدل هيدروليکي سرريز سد جره ساخته شده در موسسه تحقيقات آب استفاده گرديده است. مقایسه نتایج عددي در دبی‌های 11، 55، 113 و 177 لیتر بر ثانیه، با داده‌هاي آزمایشگاهی نشان می‌دهد که این مدل قابلیت پیش‌بینی مناسب الگوي سه بعدي جریان مزبور را دارد و همچنین روش لاگرانژی در مقایسه با روش اویلری از دقت بیشتری برخوردار است؛ به طوریکه، خطای شبیه‌سازی عمق جریان در محور مرکزی کانال در مدل عددی MPS به طور میانگین، به ترتیب 3.2، 5.2، 1.8 و 0.4 و در مدل عددی VOF به طور میانگین، به ترتیب 3.3، 3، 3.2 و 1.8 می‌باشد.

کلمات کلیدی : سرریز سه‌جانبی شبیه‌سازی روش لاگرانژی mps نرم‌افزار prometech particleworks