مطالعه عددی عوامل موثر بر عملکرد هیدرولیکی جریان عبوری از سرریز کنگره ای

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 ۶/۱۴ متر، با استفاده از ۶ دبی در محدوده ۱۵ تا ۶۰۰ لیتر بر ثانیه در مدل Flow-۳D شبیه­سازی و نتایج حاصل، با داده­های آزمایشگاهی معتبر صحت­سنجی شد. مدل­های آشفتگی k-ε،RNG k-ε  و LES به منظور انتخاب مدل آشفتگی مناسب برای شبیه­سازی این نوع سرریز مورد استفاده قرار گرفتند. جهت ارزیابی میزان دقت شبیه­سازی، از سه شاخص R۲،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 به عنوان عواملی تاثیرگذار در مقدار ضریب دبی، معرفی و بررسی شدند. نتایج حاکی از آن است که افزایش ۵۰ درصدی ضخامت بدنه سرریز، موجب کاسته شدن ۲۲/۸ 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 ۲۲/۵ درصد بیش­تر می­باشد. همچنین سرعت و عمق جریان عبوری از سرریز کنگره­ای با ضخامت بدنه ۱/۳۸ و ۱۵/۵۷ 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.

Keywords:

سرریز کنگره ای , شکل تاج سرریز , ضخامت بدنه , ضریب دبی , مدل آشفتگی , Flow-۳D