بررسی عددی استهلاک انرژی بر روی سرریز پلکانی با آرایش پله های متفاوت

سرریزها سازه های محافظت کننده ای هستند که برای تخلیه سیلاب از مخازن سدها، در مواقع اضطراری استفاده می شوند. خسارات ناشی از انرژی جریان فوق بحرانی و استهلاک انرژی یکی از مسایل مطرح در زمینه مهندسی هیدرولیک بوده و مهندسین به منظور جلوگیری از خسارات ناشی از آن، از سازه های مستهلک کننده انرژی بهره می برند. یکی از رایج ترین و در عین حال پیچیده ترین سرریزها، سرریز پلکانی است در این تحقیق با استفاده از مدل عددی فلوینت جریان بر روی سرریز پلکانی شبیه سازی شده است. مدل شبیه سازی شده شامل چهار نوع سرریز پلکانی با آرایش متفاوت پله ها است. یکی از پارامترهای مورد بررسی این تحقیق پروفیل سطح آب است که نتایج حاصل از آنالیز عددی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه و بدین ترتیب مدل شبیه سازی شده صحت سنجی شده است. آنالیز عددی توسط مدل آشفتگی RNG k-∈ξ انجام و میزان استهلاک انرژی برای هریک از سرریزهای پلکانی محاسبه شده و مقادیر آن با هم مقایسه شده است. با توجه به نتایج حاصله برای سرریزی که پله هایی با ابعاد بزرگتر مورد استفاده قرار گرفته بود، استهلاک انرژی بیشتری مشاهده شد که این میزان می تواند به دلیل تشکیل جریان های گردابه ای مابین پله ها توجیه گردد.

Keywords:

سرریز پلکانی , استهلاک انرژی , پروفیل سطح آب , مدل عددی , مدل آشفتگی RNG k-ε