شبیه سازی عددی جریان روی سرریز لبه¬پهن مستطیلی با وجوه شیب¬دار بالادست و پایین دست با مدل فلوئنت

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه تبریز

چکیده

سرریز، از قدیمی­ترین سازه­های هیدرولیکی ساخته بشر است، که برای اندازه­گیری و تنظیم جریان آب بکار می­رود. جریان روی سرریز متلاطم بوده و با اختلاط آب و هوا همراه می­باشد. در این تحقیق جریان روی دو نوع سرریز لبه پهن ARB و BRA با وجه­های شیب دار پایین­دست و بالا­دست با استفاده از مدل k−ε استاندارد و بکارگیری نرم­افزار دینامیک سیالات محاسباتی FLUENT به صورت دو بعدی شبیه سازی شد و سطح آزاد جریان با روش جزء حجم سیال VOF تعیین گردید. نتایج مدل عددی برای پارامترهای هیدرولیکی ضریب دبی، سرعت جریان و توسعه لایه مرزی با نتایج آزمایشگاهی و روابط موجود مقایسه شد. نتایج بدست آمده نشان داد که مدل آشفتگی k-e استاندارد و روش جزء حجم سیال VOF برای پیش­بینی پروفیل سطح آب روی سرریز­های لبه­پهن، بر­آورد ضریب دبی(Cd) و پروفیل­های سرعت در فواصل مختلف روی تاج مناسب می­باشد. حداکثر خطای نسبی برای بار هیدرولیکی و ضریب دبی به ترتیب برابر 06/4 و 54/6 درصد است که قابل قبول می­باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Numerical Simulation of Flow over Rectangular Broad-crested Weir with Upstream and Downstream Side Slopes Using Fluent Model

نویسندگان [English]

  • Akram Abbaspour
  • Milad Abdolahpour
  • Ferzin Salmasi
چکیده [English]

Weir is one of the oldest human-made hydraulic structures that is used for measurement and regulation of the flow. The flow over weir is turbulent, with water and air being mixed together. In this study two-dimensional model of water flow over two kinds of broad-crested weirs including ARB and BRA with upstream and downstream side slopes has been simulated. The FLUENT computational fluid dynamic codes which uses standard k−ε model was employed to compute the free surface of water using the VOF model. The results for hydraulic parameters of discharge coefficient, velocity and boundary layer development were compared with those obtained from the experimental results and previous equations. The results showed that the standard k−ε turbulence and VOF models were suitable to predict water surface profile over broad-crested weirs and to determine the discharge coefficient and velocity profiles at different distances over the weir,s crest. The maximum relative error of the predicted hydraulic head and discharge coefficient were acceptable with the values of 4.06 and 6.54 % respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Broad-crested weir
  • Discharge coefficient
  • Fluent
  • k- Turbulence model
  • Volume of fluid