آنالیز عددی مشخصه¬های جریان عبوری از سرریز استوانه¬ای با استفاده از مدل Flow3D

سرریز از رایج ترین وسایل اندازه گیری شدت جریان در مجاری روباز هستند. سرریز استوانه ای یکی از انواع  سرریز های لبه پهن می باشد که به دلیل الگوی جریان پایدار و سهولت عبور اجسام معلق دارای کاربرد گسترده ای می باشد. لذا در این بررسی، جریان بر روی سرریز استوانه‍ای با قطر 5/7 سانتی متر در کانال مستطیلی با استفاده از مدل آشفتگی  در نرم افزارFlow3D  به صورت سه بعدی شبیه‍سازی شد و با استفاده از نتایج آزمایشگاهی صحت سنجی انجام گرفت. درصد خطایRMSE  حاصل از مقایسه ضریب دبی عددی با مقادیر فیزیکی 3427/0 به دست آمد که بیانگر تطابق بالای مشخصات هیدرولیکی به دست آمده از مدل عددی با نتایج مدل فیزیکی است. همچنین مشخص گردید که ضریب دبی برای سرریز استوانه‌ای به مقادیری بیش از 1 میل می‌کند. نسبت بی‌بعد هد آب به شعاع سرریز نیز پارامتری موثر بر ضریب دبی شناخته شد که رشد 100% آن موجب افزایش بیش از 100% ضریب دبی گردیده است. در مدل عددی سرریز استوانه‍ای، پارامترهای سرعت، فشار و عمق جریان و انرژی جنبشی و اشفتگی در مقاطعی از کانال با توجه به موقعیت سرریز بررسی و مقایسه شد. نتایج نشان می­دهد، عمق و فشار جریان در مقطع قبل از سرریز، مقادیری بزرگتری نسبت به مقادیر مربوط به مقطع بعد از سرریز دارند، لیکن نتایج مربوط به پارامتر سرعت، عکس فشار و عمق جریان می‍باشد. در نهایت رابطه‌ای جهت تعیین انرژی جنبشی جریان عبوری از سرریز استوانه‌ای ارائه شده است.

واژه های کلیدی: سرریز استوانه‍ای، ضریب دبی، مدلسازی عددی، مشخصات هیدرولیکی، Flow3D.