بررسی عددی و آزمایشگاهی اثر هندسه پله ها بر جریان روی یک سرریز پلکانی در کانال روباز

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

doi
10.22034/jmeut.2021.11288
چکیده

یکی از راهکارهای موثر برای اتلاف انرژی در سازه های هیدرولیکی مانند سرریز ها ایجاد سرریز پلکانی است. دراین مقاله ویژگی های الگوی جریان سطح آزاد برروی سرریز پلکانی برای 8 هندسه مختلف پله در یک کانال مستطیلی بررسی شده است. برای این منظور نتایج شبیه سازی و آزمایشگاهی با هم مقایسه شده است. از روش حجم سیال(VOF) برای مدلسازی سطح آزاد استفاده شده است. نتایج مدلهای آشفتگی k-ϵ استاندارد، k-ϵ RNG، k-ϵ Realizable، k-ω استاندارد وk-ω SST با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردیده است. با مقایسه پروفیل سطح آزاد آب و مقدار اتلاف انرژی به دست آمده از شبیه سازی و نتایج آزمایشگاهی، این نتیجه حاصل شد که مدل k-ω SST به نتایج آزمایشها نزدیک تر است. کارکرد این مدل در تعیین اتلاف انرژی و وضعیت سطح آزاد آب در پنج دبی مختلف بررسی شده است و بهترین هندسه، پله شیبدار می باشد که در دبی یکسان دارای بیشترین اتلاف انرژی است.