بررسی میزان افت انرژی و الگوی جریان بر روی سرریز پلکانی با استفاده از نرم افزار FLUENT

استفاده از سرریز پلکانی ضمن اینکه موجب کاهش سرعت و افت انرژی جریان از طریق ایجاد تلاطم در طول سازه می گردد باعث افزایش قدرت خود پالایی رودخانه بواسطه هوادهی مناسب در ناحیه پلکانهای سرریز نیز می شود. همچنین این نوع سرریزها در بده های کم منظره زیبایی ایجاد می نمایند. طراحی این نوع سازه ها در بسیاری از رودخانه های ایران معمولاً بدون مطالعات لازم و رعایت شرایط هیدرولیکی و مورفولوژیکی آنها انجام می پذیرد و بعد از آن رودخانه به این نوع تغییر، عکس العمل منفی و نامطلوب از جمله فرسایش شدید در پایین دست نشان می دهد. از جمله سرریزهای پلکانی احداث شده بر روی رودخانه ها داخل کشور می توان به سرریز پلکانی موجود بر روی رودخانه خالکایی واقع در پایین دست محل عبور سیفون انتقال آب فومن اشاره نمود که رودخانه در پایین دست آن اثرات نامطلوبی را تجربه نموده است لذا ارائه هر گونه طرح ساماندهی در پایین دست این سازه نیازمند بررسی شرایط هیدرولیکی و الگوی جریان بر روی ان می باشد که در این مقاله با استفاده از نرم افزار فلوئنت (FLUENT) به این مسئله توجه شده است از معادلات ناوبر استوکس به منظور حل میدان جریان ، از مدل اشفتگی رینولدز (RSM) به منظور مدلسازی تنش های رینولدز و از روش حجم سیال (VOF) به منظور تعیین پروفیل سطح آب استفاده شده است. حل معادلات مومنتم و آشفتگی به روش حجم محدود صورت گرفته است. به منظور تعیین صحت نتایج حاصله از مدل عددی، از نتایج آزمایشگاهی وتحلیلی موجود استفاده شده است انطباق بسیار مطلوب نتایج مدل عددی با نتایج آزمایشگاهی و تحلیل بیانگر قآبلیت بسیار بالای نرم افزار فلوئنت در پیش بینی الگوی جریان و همچنین میزان اتلاف انرژی بر روی سریزهای پلکانی می باشد.

Keywords:

سرریز پلکانی , نرم افزار فلوئنت , معادلات ناویراستوکس , مدل آشفتگی تنش رینولدز , روش حجم سیال