مطالعه عددی استهلاک انرژی و هوادهی جریان بر روی سرریزهای پلکانی مسطح | ||
| مهندسی عمران مدرس | ||
| Article 4, Volume 25, Issue 6 - Serial Number 86, 1404, Pages 21-36 PDF (1.66 M) | ||
| Document Type: پژوهشی اصیل (کامل) | ||
| DOI: 10.48311/mcej.2026.12718 | ||
| Authors | ||
| مهدی شکری کاوه1; دکتر فرزین سلماسی* 2; اکرم عباسپور1 | ||
| 1گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز | ||
| 2گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، | ||
| Abstract | ||
| برای جلوگیری از فرسایش و کاهش انرژی جنبشی در هنگام عبور جریان از روی سرریز یک سد، باید در انتخاب نوع سرریز دقت لازم را بکار برد. یک راه حل ممکن، استفاده از سرریز پلکانی به جای سرریز صاف (بدون پله) است. سرریز پلکانی از جمله سازههای هیدرولیکی شناخته شده است که به دلیل داشتن سطح ناهموار، تاثیر زیادی بر استهلاک انرژی جریان دارد. در این تحقیق، مدلهای عددی از سرریز پلکانی دارای شیب و پلههای مختلف برای بررسی شرایط جریان مورد بررسی قرار گرفت. برای شبیه سازی جریان روباز از نرم افزار ANSYS و مدل آشفتگی k-ε استفاده شد. میدان حل جریان تا رسیدن باقیماندهها به مقدار 10-7 ادامه یافت. در تحقیق حاضر، برای بررسی دقیق پدیده اختلاط دو فاز آب و هوا و رفتار سطح آزاد جریان، از شبیهسازی عددی و با کاربرد مدل Volume of Fluid (VOF) استفاده شد. در مقایسه با مدلهای سادهتر مانند Mixture که صرفاً بر اساس میانگینگیری از خواص دو فاز عمل میکند، مدل VOF با تفکیک دقیق فازها و در نظر گرفتن اثرات سطح مشترک، قادر به شبیهسازی دقیقتری از پدیدههایی مانند اختلاط سیالها، جریانهای توربولانسی و انتقال حرارت در جریانهای چندفازی است. بخشی از مشخصات هیدرولیکی که در طراحی سرریزهای پلکانی مدنظر قرار گرفت، شامل فشار بر روی سطوح پلهها، توزیع سرعت بر روی پلهها و استهلاک انرژی است. نتایج حاصل از شبیهسازی عددی با تعدادی از مدلهای آزمایشگاهی مقایسه شد و نتایج حاکی از انطباق قابل قبول مدل عددی با مدلهای فیزیکی بود. نتایج نشان داد که با افزایش دبی جریان و شیب سرریز، استهلاک انرژی جریان کاهش مییابد. در سرریز 5 پلهای به ازای دبی 063/0 متر مکعب بر ثانیه، مقدار استهلاک انرژی در شیب 6/26 درجه از 85 درصد به مقدار 82 درصد در شیب 45 درجه رسیده که کاهش 3 درصدی را نشان میدهد. در یک سرریز با ارتفاع ثابت، با افزایش تعداد پله، مقدار استهلاک انرژی به دلیل کوچک شدن ابعاد پله کاهش مییابد. | ||
| Keywords | ||
| استهلاک انرژی; شبیهسازی عددی; سرریز پلکانی; مدل تلاطم; توزیع سرعت; ANSYS | ||
| References | ||
|
| ||
|
Statistics Article View: 524 PDF Download: 117 |
||
| Number of Journals | 45 |
| Number of Issues | 2,171 |
| Number of Articles | 24,674 |
| Article View | 24,437,009 |
| PDF Download | 17,551,637 |