بررسی عددی تاثیر ارتفاع صفحات مشبک قائم در استهلاک انرژی شیب‌شکن قائم

نویسندگان

1 گروه عمران، دانشکده فنی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

2 دانشجوی دکترا- گروه مهندسی آب و سازه های هیدرولیک، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

doi
10.22125/iwe.2022.162566
چکیده

صفحات مشبک قائم از جمله مستهلک­کننده­های انرژی می­باشند که می­توان از آن­ها در پایین­دست سازه­های هیدرولیکی کوچک نظیر شیب­شکن­های قائم استفاده نمود. در تحقیق حاضر به بررسی عددی تاثیر ارتفاع صفحات مشبک در پایین­دست شیب­شکن قائم پرداخته شده است. برای این منظور سه ارتفاع نسبی 2/0، 4/0 و 6/0 برای صفحات مشبک و محدوده عمق بحرانی نسبی بین 12/0 تا 42/0 انتخاب شده است. برای مدل‌سازی عددی از نرم افزار Flow-3D با دو مدل آشفتگی  و  و سه نوع مش بندی استفاده شده است. نتایج حاصل نشان داد که مدل آشفتگی  در مقایسه با مدل آشفتگی  مطابقت بهتری با مدل آزمایشگاهی داشت. همچنین نتایج استفاده از صفحات مشبک با ارتفاع­های متنوع در پایین­دست شیب­شکن قائم نشان داد که این صفحات به ترتیب استهلاک انرژی نسبی و عمق نسبی پایین­دست را نسبت به شیب­شکن قائم ساده به طور متوسط 176 و 94 درصد افزایش می­دهد. با بررسی میزان افزایش راندمان استهلاک انرژی می‌توان دریافت که صفحه مشبک با ارتفاع­ نسبی 4/0 و 6/0 با کاهش میزان استغراق پرش هیدرولیکی نسبت به صفحه مشبک سرتاسری، انرژی بیشتری را مستهلک می­کنند. در نهایت شیب­شکن قائم مجهز به صفحه مشبک با ارتفاع نسبی 4/0 با کاهش 3/66 و 3/10 درصدی عدد فرود پایین­دست و افزایش 187 و 8/2 درصدی استهلاک انرژی نسبی، به ترتیب نسبت به شیب­شکن قائم ساده و شیب­شکن قائم مجهز به صفحه مشبک سرتاسری دارای بهترین عملکرد بود.