شبیه سازی هیدرولیک جریان در سازه ترکیبی سرریز - دریچه با استفاده از نرم افزار Flow3D

Abstract

در سازه‌های ترکیبی سرریز -‌ دریچه، تداخل جریان از زیر دریچه و روی سرریز باعث اختلاط شدید در جریان و تغییر در توزیع تنش‌های برشی کف می‌شود. از این‌رو شبیه‌سازی عددی الگوی جریان عبوری از این سازه‌ها بسیار پیچیده است. هدف اصلی از انجام این تحقیق، شبیه‌سازی عددی الگوی جریان در پایین‌دست این سازه‌ها با استفاده از مدل Flow3D است. نرم افزارFlow3D یک نرم‌افزار قوی در زمینه دینامیک سیالات محاسباتی است که برای حل مسائل با هندسه پیچیده مورد استفاده قرار می‌گیرد. این مدل برای شبیه‌سازی جریان‌های سطح آزاد سه‌بعدی غیرماندگار با هندسه پیچیده کاربرد فراوانی دارد. برای ارزیابی این نرم‌افزار با بکارگیری روش حجم سیال (VOF) در تخمین پارامترهای جریان در سازه‌های ترکیبی، از برخی داده‌های آزمایشگاهی صورت گرفته در این تحقیق استفاده شد، به‌طوری‌که نتایج حاصل از شبیه‌سازی عددی با استفاده از مدل آشفتگی RNG k-ε با آن مقایسه گردید. نتایج آمار خطا برای معادله بدست آمده برای نسبت دبی‌های عبوری از رو و زیر سازه (معادله 13) نسبت به داده‌های محاسباتی نرم‌افزار بر اساس جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) و ضریب تعیین (R2) بررسی شد و مقدار RMSE برابر 0994/0 و مقدار R2 برابر 992/0 بدست آمد. نتایج نشان می‌دهد که مدل Flow3D با دقت بالایی می‌تواند جهت شبیه‌سازی پروفیل سطح آب و محاسبه نسبت دبی عبوری از روی سرریز به میزان دبی عبوری از زیر دریچه مورد استفاده قرار گیرد.