شبيه‌سازي عددي جريان روي سرريزهاي سه‌جانبي با استفاده از روش لاگرانژي MPS

سرريزهاي سه‌جانبي از جمله سازه‌هاي تخليه‌كننده سدها بوده كه عليرغم محدوديتهاي هيدروليكي، در شرايط خاص توپوگرافيكي به عنوان بهترين انتخاب مطرح مي‌شوند. تلاطم و آشفتگي شديد جريان و اعمال ضربات نوساني شديد آب بر كف و ديواره‌هاي كانال جانبي از جمله شرايط نامناسب هيدروليكي در اين سرريزها بوده كه بررسي دقيق آنها ضروري است. در اين تحقيق با استفاده از نرم‌افزار ديناميك سيالات محاسباتي Prometech Particleworks، ميدان جريان سه بعدي بر روي سرريز جانبي U شكل و آستانه واقع در انتهاي كانال جانبي، به صورت عددي و با استفاده از روش لاگرانژي نيمه‌ضمني ذرات متحرك (MPS) شبيه‌سازي شده است. براي كاليبراسيون و صحت‌سنجي مدل عددي از داده‌هاي آزمايشگاهي مدل هيدروليكي سرريز سد جره ساخته شده در موسسه تحقيقات آب استفاده گرديده است. مقايسه نتايج عددي در دبي‌هاي 11، 55، 113 و 177 ليتر بر ثانيه، با داده‌هاي آزمايشگاهي نشان مي‌دهد كه اين مدل قابليت پيش‌بيني مناسب الگوي سه بعدي جريان مزبور را دارد و همچنين روش لاگرانژي در مقايسه با روش اويلري از دقت بيشتري برخوردار است؛ به طوريكه، خطاي شبيه‌سازي عمق جريان در محور مركزي كانال در مدل عددي MPS به طور ميانگين، به ترتيب 3.2، 5.2، 1.8 و 0.4 و در مدل عددي VOF به طور ميانگين، به ترتيب 3.3، 3، 3.2 و 1.8 مي‌باشد.