مطالعه عددی عوامل موثر بر عملکرد هیدرولیکی جریان عبوری از سرریز کنگرهای
نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی و مدیریت منابع آب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان.
2 استادیار، گروه مهندسی آب و سازههای هیدرولیکی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان.
3 استادیار گروه مهندسی آب و سازههای هیدرولیکی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان
doi
چکیده
سرریز کنگرهای از سازههای هیدرولیکی غیرخطی میباشد که شکل هندسی آن، سبب افزایش ضریب دبی جریان عبوری از سرریز میگردد. در این تحقیق، سرریز کنگرهای در کانالی به طول 6/14 متر، با استفاده از 6 دبی در محدوده 15 تا 600 لیتر بر ثانیه در مدل Flow-3D شبیهسازی و نتایج حاصل، با دادههای آزمایشگاهی معتبر صحتسنجی شد. مدلهای آشفتگی k-ε،RNG k-ε و LES بهمنظور انتخاب مدل آشفتگی مناسب برای شبیهسازی این نوع سرریز مورد استفاده قرار گرفتند. جهت ارزیابی میزان دقت شبیهسازی، از سه شاخص R2،RMSE و MAE استفاده شد. مدل آشفتگی RNG k-ε، بهترین نتایج را برای نسبت بیبعد هد بالادست به ارتفاع سرریز (HT/p) بهدست آورد. در ادامه، شکل تاج سرریز (نیمدایرهای و ربعدایرهای) و ضخامت بدنه سرریز بهعنوان عواملی تاثیرگذار در مقدار ضریب دبی، معرفی و بررسی شدند. نتایج حاکی از آن است که افزایش 50 درصدی ضخامت بدنه سرریز، موجب کاسته شدن 22/8 درصدی از مقدار ضریب دبی میشود. همچنین، بزرگی ضریب دبی در سرریز با تاج نیمدایره شکل، از مقدار ضریب دبی در سرریز با تاج ربعدایره، حدود 22/5 درصد بیشتر میباشد. همچنین سرعت و عمق جریان عبوری از سرریز کنگرهای با ضخامت بدنه 1/38 و 15/57 سانتیمتر مورد ارزیابی قرار گرفت. نتیجه بررسی حاکی از آن است که افزایش ضخامت دیواره سرریزکنگرهای، سبب افزایش عمق و سرعت جریان عبوری از سرریز شده و به تبع آن از مقدار ضریب دبی کاسته شده است.