بررسي عددي مشخصات جريان و ضريب دبي عبوري از سرريز دريچه هاي استوانه اي مستغرق با استفاده از ديناميك سيالات محاسباتي

سازه تركيبي سرريزدريچه به‎دليل قابليت عبور هم‏زمان مواد معلق از روي سرريز و مواد ته‏نشين شده در جريان آب از قسمت دريچه، در مقايسه با سازه‏هاي ديگري كه براي اندازه‏گيري دبي در كانال‏ها به‎كار برده مي‏شوند، شرايط بهتري ايجاد مي‏كند. در اين تحقيق با بهره‏گيري از علم ديناميك سيالات محاسباتي (CFD) و تحليل عددي با استفاده از نرم‏افزار FLOW3D جريان عبوري براي قطرهاي مختلف سرريزدريچه استوانه‏اي بررسي شد. شبيه‏سازي جريان در كانالي به طول 3، عرض 4/0 و ارتفاع 5/0 متر انجام گرفت. مدل‏ها براي قطرهاي استوانه‏اي 5، 5/7، 10 و 5/12 سانتي‏متر و براي سه بازشدگي دريچه 1، 2 و 3 سانتي‏متر و جريان در 4 دبي 12، 16، 20 و 22 ليتر‏بر‏ثانيه مورد مطالعه قرار گرفتند. از مقايسه نتايج ضريب دبي نسبت به پارامتر بدون‏بعد نسبت عمق آب در بالادست به عمق آب در پايين‏دست مدل تركيبي سرريزدريچه مشاهده شد كه نتايج عددي به‎دست آمده با به‎كارگيري مدل آشفتگي RNG داده‏هاي نزديك‏تري به نتايج آزمايشگاهي ارائه مي‏دهند. در مرحله صحت‏سنجي نتايج عددي با نتايج آزمايشگاهي تحقيقات گذشته، درصد خطاي مدل شبيه‏سازي شده كمتر از 5 درصد محاسبه شد كه بيانگر دقت قابل‎قبول مدل‏سازي عددي است. نتايج بررسي‏ها نشان داد با افزايش دبي، در قطر و بازشدگي دريچه ثابت، ضريب دبي افزايش مي‏يابد. در يك قطر ثابت از مدل سرريزدريچه، به ازاي افزايش بازشدگي دريچه، ضريب دبي كاهش مي‏يابد. به ازاي يك دبي و قطر ثابت، با افزايش ارتفاع بازشدگي دريچه، تغييرات ضريب دبي روند كاهشي دارد. هم‎چنين مشاهده شد انحناي پروفيل سطح جريان با افزايش قطر مدل استوانه‏اي بيشتر مي‏شود.