مطالعه تأثیر سرریزهای قوسی در پلان بر شرایط جریان با استفاده از نرم افزار flow-3d

سرریزهای اوجی از انواع سازه های هیدرولیکی می باشند که با اهداف مختلف در سیستم های انتقال آب مورد استفاده قرار می گیرند. جریان در سرریزهای اوجی تاکنون موضوع بررسی بسیاری از پژوهش ها بوده است. در ایران، مانند اغلب کشور های دنیا سرریز اوجی به شکل مستقیم در راستای عمود بر جریان ساخته می شود. امروزه طرح بکارگیری سرریز هایی که طول تاج را در عرض ثابت افزایش دهند مورد توجه بسیاری از محققین بوده است. سرریز قوسی نیز نوعی از سرریز می باشد که طول موثر عبور جریان را افزایش می-دهد. مطالعات در زمینه سرریزهای قوسی بسیار محدود بوده و هیدرولیک جریان در این سازه ها ناشناخته می باشد. از این رو، لزوم انجام تحقیقات در این زمینه بیشتر احساس می شود. در این پایان نامه با توجه به کاربرد و اهمیت سرریزهای اوجی، به منظور بهبود شرایط هیدرولیکی و صرفه جویی اقتصادی، طرح سرریز اوجی با پلان قوسی با استفاده از نرم افزار flow-3d مورد مطالعه قرار گرفته است. شبیه سازی جریان در سرریز قوسی با استفاده از دو مدل واقعی سرریز قوسی واتن فال و سرریز اوجی بند انحرافی رادکان صورت گرفته است. در این مطالعه، از داده های صحرایی سد واتن فال در سوئد و نتایج مطالعات فنی و طراحی بند انحرافی رادکان، استفاده شده است. با انجام مراحل واسنجی، نتایج حاصل از مدل ریاضی با داده های واقعی مقایسه شده است. نتایج مقایسه میان مدل های تلاطمی موجود در این نرم افزار شامل مدل طول اختلاط پرانتل، مدل تک معادله ای، دومعادله ای k-?، دو معادله ایrng k-? و روش گردابه ای بزرگ (les)، نشان می دهد که مدل تلاطمی rng k-? از دقت بالاتری برای شبیه سازی دبی عبوری از سرریز قوسی برخوردار است. بر اساس این مقایسه ها، درصد میانگین و حداکثر خطای نسبی مدل ریاضی در برآورد دبی عبوری از سرریز به ترتیب 76/6 و 8 درصد بدست آمده است که دقت و کارایی مناسب این نرم افزار را نشان می دهد. تاثیر جایگزینی یک سرریز اوجی قوسی با سرریز اوجی مستقیم (در شرایط یکسان) بر دبی خروجی، عمق آب و ضریب آبگذری بررسی شده است. بررسی نتایج دبی-اشل دو سرریز بیانگر کاهش هد آبی روی تاج سرریز اوجی قوسی در برابر سرریز اوجی مستقیم در دبی عبوری ثابت می باشد. همچنین سرریز قوسی در بار آبی ثابت، موجب 25 درصد افزایش در دبی خروجی می شود.