بررسي عددي الگوي رفتاري جريان روي سرريزهاي‌ سه‌جانبي

Numerical study on flow patterns over the three-side spillways

سرريز‌هاي سه‌جانبي از جمله مجرا‌هاي تخليه‌كننده سد‌ها بوده كه با وجود محدوديت‌هاي هيدروليكي، در شرايط خاص توپوگرافي به‌عنوان بهترين انتخاب مطرح مي‌شوند. تلفات زياد انرژي، تلاطم و آشفتگي جريان و اعمال ضربه‌هاي نوساني شديد آب بر كف و ديواره‌هاي كانال جانبي از جمله شرايط نامناسب هيدروليكي در اين سرريز‌ها هستند. در اين نوشتار نرم‌افزار FLOW-3D ميدان جريان سه‌بعدي بر روي سرريز و آب‌پايه در انتهاي كانال جانبي، به‌صورت عددي و با استفاده از مدل آشفتگي RNG(k-e) شبيه‌‌سازي و بررسي شده است. مقايسه نتايج عددي با داده‌هاي آزمايشگاهي نشان مي‌دهد كه اين مدل قابليت پيش‌بيني الگوي سه بعدي جريان مزبور را دارد، اما در محل تشكيل گرده‌ماهي در داخل كانال جانبي كه ناشي از برخورد سفره‌هاي جريان عمودي و جانبي است، مقادير عددي كم‌تر از مقادير آزمايشگاهي به دست آمده است. اين موضوع را مي‌توان به نوسانات و اغتشاشات بيش از اندازه جريان در اين ناحيه ارتباط داد. همچنين مقايسه نتايج عددي توزيع فشار در كف كانال جانبي با نتايج آزمايشگاهي نشان مي‌دهد كه مدل عددي مقادير فشار در كف كانال جانبي را كم‌تر از مقادير آزمايشگاهي برآورد كرده است.

Three-side spillways are one type of dam outlets that despite of their hydraulic limitations and construction problems, under specific topographical conditions selected as one of the best options in storage dams. Considerable energy losses, great turbulence and hard stroking on bed and walls of lateral canal are some of undesirable hydraulic features of these spillways. Due to the complexities of fluid flow and the impact of scale, physical models do not provide a clear understanding of the physics governing the flow. In the complex flow and structures, is necessary to be considered, the laboratory studies, along with the numerical studies. In this study, Three-dimensional flow field in the three-side spillway and the end sill, have been investigated by using FLOW-3D software with finite volume method and RNG(k-e) turbulence model. Comparison of numerical results with experimental data showed that this model have a good ability to prediction three-dimensional flow pattern over this kind of spillways.