تاثیر زاویه دیواره‌های جانبی و عدد فرود بر روی میدان جریان در سرریزهای اوجی در شرایط قوس محوری

Abstract

چکیده- یدر این مطالعه، میدان جریان روی سرریز اوجی در شرایط قوس محوری به کمک نرم‌افزار FLOW-3D شبیه‌سازی شد. آشفتگی میدان جریان با استفاده از مدل‌های آشفتگی استاندارد و RNG شبیه‌سازی شد. همچنین تغییرات سطح آزاد جریان به‌وسیله طرح VOF بازسازی گردید. در مدل عددی، دیواره های متقارن جانبی سرریز در سه حالت مختلف 60، 90 و 120 درجه به ترتیب برای دبی های 34، 34 و6/22 لیتر بر ثانیه مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین، تاثیرات تغیر زاویه دیواره‌های جانبی سرریز اوجی و عدد فرود جریان بر روی مشخصات میدان جریان مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج مدل‌سازی، مدل عددی مقادیر آزمایشگاهی را با دقت قابل قبولی پیش‌بینی نمود. به‌عنوان مثال، مقادیر درصد خطای نسبی نیم‌رخ‌های طولی سطح آزاد جریان برای مدل‌های سرریز اوجی 120، 90 و 60 درجه در شرایط قوس محوری به ترتیب برابر 83/12، 60/13 و 48/3 محاسبه شد. همچنین دراثر اندرکنش جریان و بدنه قوسی شکل سرریز، جریان فوق بحرانی موجی شکل می‌گیرد که به آن جریان بالی‌شکل یا دم‌خروسی می‌گویند که با افزایش زاویه همگرایی قوس محوری، ارتفاع پدیده دم خروسی به شکل قابل ملاحظه‌ای افزایش یافت و در مقابل با کاهش زاویه مذکور ارتفاع این پدیده کاهش یافت. از طرفی با افزایش عدد فرود جریان پای سرریز، ارتفاع پدیده دم خروسی با کاهش همراه شد.