شبیه سازی عددی سطح آزاد و میدان جریان در کانال دایروی در امتداد سرریز جانبی در شرایط جریان زیربحرانی

نویسندگان
doi
چکیده

چکیده سرریز جانبی بهعنوان سازه کنترلکننده جریان بر روی دیواره کانال اصلی نصب میشود. هنگامیکه سطح آب بالاتر از تاج سرریز جانبی است، جریان اضافی از روی تاج سرریز شده و به داخل کانال جانبی هدایت میشود. این سازهها کاربرد وسیعی در شبکههای دفع فاضلاب شهری، سیستمهای آبرسانی، شبکه زهکشی و انحراف سیلاب دارند. در این مطالعه سطح آزاد جریان و دبی جریان عبوری از روی سرریز جانبی در یک کانال دایروی با استفاده از و برای برآورد RNG k-ε شبیهسازی شد. برای شبیهسازی آشفتگی میدان جریان از مدل آشفتگی FLOW-3D نرمافزار استفاده شد. نتایج شبیهسازی عددی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردید که VOF تغییرات سطح آزاد جریان نیز از طرح دقت قابلقبول مدل عددی را نشان داد. در ادامه، ضریب دبی سرریز جانبی و نیز سطح آزاد جریان برای دبیهای مختلف داخل کانال اصلی مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس نحوه تغییرات عرض صفحه جدایش جریان از محل بستر کانال اصلی بهسمت سطح آزاد جریان بررسی شد. همچنین اثر شکل کانال دایروی بر روی الگو و شدتجریان ثانویه در کانال اصلی و اثرات دبی کانال اصلی بر روی ارتفاع نقطه سکون و الگوی تنش برشی بستر موردبررسی قرار گرفت. بر اساس الگوی جریانهای زیربحرانی، عمق جریان از بالادست سرریز جانبی بهسمت انتهای پاییندست سرریز افزایش یافت. برای کلیه نیمرخهای طولی، با افزایش دبی کانال اصلی، عمق جریان در امتداد سرریز جانبی افزایش یافت.