بررسی سرریز استوانه ای با استفاده از مدل فلوینت

برتری سرریزهای استوانه ای و تاج دایره ای نسبت به بیشتر سازه های اندازه گیری و کنترل جریان آب، الگوی جریان ریزشی پایدار، راحتی عبور اجسام شناور از روی آن ها، سادگی طراحی، زیاد بودن ضریب جریان، داشتن پایداری جریان و از همه مهمتر قابلیت طراحی در مقیاس بزرگ و هزینه اجرا و بهره برداری کمتر است. در تحقیق حاضر ابتدا شبکه هندسی سرریز بصورت دوبعدی توسط نرم افزار گمبیت ایجاد و به عنوان پیش پردازنده نرم افزار فلوینت جهت ترسیم، شبکه بندی و مش بندی بکار گرفته شد. سپس شبیه سازی در نرم افزار فلوینت با استفاده از مدل آشفتگی K-Ɛ و مدل چندفازی vof انجام گرفت. وضعیت جریان با استفاده از مدل فلوینت روی سرریز استوانه ای که در 4 گروه تقسیم بندی شده بود موردبررسی قرار گرفت. از مقایسه نتایج مدل شبیه سازی شده با نتایج آزمایشگاهی مشخص گردید مقدار NRMSE برای مدل های مورد بررسی برابر با 7/7 درصد و خطای نسبی برابر با 6/4 درصد است بنابراین فلوینت با دقت مناسبی قادر به شبیه سازی جریان می باشد. پس از اطمینان از دقت نتایج دامنه داده-های آزمایشگاهی افزایش داده شد و نتایج قابل توجهی نسبت به مطالعه آزمایشگاهی حاصل گردید. نتایج نشان داد که ضریب دبی با افزایش بار کل آب در بالادست (H1/R) ابتدا روند افزایشی و پس از آن روند کاهشی دارد. سرعت روی تاج در نزدیکی کف، ماکزیمم مقدار خود را داشته و با فاصله گر فتن از تاج مقدار آن کاهش می یابد. با افزایش بار کل، نسبت فشار استاتیکی به عمق روی تاج و افت انرژی کاهش می یابد.

Keywords:

سرریز استوانه ای , ضریب دبی , سرعت , فشار , افت انرژی , فلوینت