بررسی عددی میدان جریان روی سرریز اوجی تحت تاثیر شکل تاج و شیب وجه بالادست سرریز

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی آب و سازه‌های هیدرولیکی، دانشگاه آیت اله العظمی بروجردی(ره)

2 دانشیار گروه عمران، دانشگاه آیت‌اله‌العظمی بروجردی (ره).

doi
10.22091/cer.2022.7342.1329
چکیده

در این پژوهش، الگوی جریان سرریز اوجی تحت تاثیر شکل منحنی تاج سرریز و تغییرات شیب وجه بالادست سرریز، با استفاده از نرم‌افزار شبیه­ساز عددی  Flow-3Dمورد ارزیابی قرار گرفت. بدین ترتیب دو سرریز اوجی با تاج بیضوی و الگوی USBR در دو حالت وجه بالادست قائم و مایل با شیب 3H:3V و به­ازای سه هد مختلف، شبیه­سازی شدند و نتایج حاصل از تغییرات پارامترهای موثر نظیر دبی، سرعت و فشار در طول هر یک از سرریز­ها مورد بررسی قرار گرفت. صحت‌سنجی نتایج مدل عددی با نتایج مدل آزمایشگاهی ماینورد نشان داد مدل عددی Flow-3D از توانایی بالایی برای شبیه‌سازی میدان جریان روی سرریز اوجی برخوردار است. مقایسه دبی حاصل از مدل عددی با داده­های آزمایشگاهی، بیان‌گر میانگین خطای محاسباتی زیر سه درصد مدل عددی بود. بررسی میدان فشار نشان داد در ارتفاع هد برابر هد طراحی، فشارها نزدیک فشار اتمسفر می­باشند و فشار منفی روی تاج سرریز ایجاد نشده است اما در هد بالاتر از هد طراحی روی سرریز فشار منفی به‌وجود خواهد آمد. مقدار فشار منفی ایجاد شده در ابتدای تاج سرریز USBR نسبت به مقدار فشار منفی تاج سرریز بیضی شکل، بیش‌تر است و دلیل آن عدم پیوستگی در تاج و جدایی بیش‌تر خطوط جریان از روی آن است. همچنین نتایج نشان داد که سرریز اوجی با تاج بیضی شکل، عملکرد نسبتا بهتری در جریان عبوری از روی سرریز دارد و در این سرریزها امکان عبور دبی­ بیش‌تر با ایمنی بالاتری فراهم می­شود و شیب­دار کردن وجه بالادست سرریز باعث تغییر در ضریب تخلیه و نهایتاً میزان دبی عبوری جریان از روی سرریز می‌شود.