شبیه‌سازی عددی عملکرد هیدرولیکی جریان آب و هوا در سرریزهای سه جانبی با در نظر گرفتن آثار مقیاس

Abstract

استفاده از سرریزهای چندوجهی به دلیل کاهش قابل توجه هزینه و مشکلات اجرایی در مقایسه با سایر سرریزها، مورد توجه طراحان این نوع سازه‌ها است. در مناطقی که از لحاظ مکانی و افزایش عرض کلی جایگاه سرریز، محدودیت وجود دارد و یا در مناطقی که از لحاظ افزایش فضا و حجم اضافی برای سیل محدودیت داشته باشند، همچنین برای اصلاح و افزایش ظرفیت سرریز موجود، می‌توان از سرریز چندوجهی استفاده کرد. از طرفی تلاطم و آشفتگی جریان و اعمال ضربات شدید آب بر کف و دیواره‌های جانبی کانال آب‌بر و به‌طور کلی شرایط نامناسب جریان داخل کانال آب‌بر، کارایی این سرریزها را با مشکل مواجه می‌کند. در این تحقیق ابتدا با استفاده از یک نرم‌افزار دینامیک سیالات محاسباتی (Flow-3D) به بررسی جریان سه‌بعدی در سرریز Uشکل با به‌کارگیری مدل آشفتگی RNG پرداخته می‌شود. با توجه به اهمیت ورود هوا به جریان در سازه‌های هیدرولیکی به شبیه‌سازی جریان دوفازی در موضوع تحقیق حاضر پرداخته شده است. نتایج به‌دست آمده در مقایسه با شبیه‌سازی عددی تک فاز، حاکی از بهبود پیش‌بینی جریان است. سپس با درنظر گرفتن مدل با ابعاد واقعی، تأثیرات مقیاس در مدل‌های آزمایشگاهی بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد مدل‌های فیزیکی در پیش‌بینی ورود هوا به جریان مناسب نیستند و میزان هوای وارد شده وابسته به عدد رینولدز است و از تشابه فرودی تبعیت نمی‌کند.