بررسی عملکرد هیدرولیکی سرریزهای کنگره ای قوس دار با استفاده از شبیه سازی عددی

با توجّه به نیاز به افزایش ظرفیت مخازن، می بایست هندسه ی سرریزهای موجود بهبود یافته و یا از سرریزهایی جدید به جای سرریزهای قدیمی تر بهره برد. از اهداف تغییر هندسه افزایش طول موثر تاج می باشد. یکی از روش های افزایش طول موثر تاج استفاده از سرریز کنگره ای قوسی به جای سرریز کنگره ای خطی است. سرریز کنگره ای قوسی، طول تاج را افزایش داده (تعداد سیکل بیش تر) و بازده هیدرولیکی جریان ورودی را در مقایسه با سرریز کنگره ای سنتی بهبود می بخشد. در حال حاضر روش های طراحی محدودی برای سرریزهای کنگره ای قوسی در دسترس بوده و داده های هیدرولیکی محدود می باشند. انجام تحقیقات گسترده در زمینه ی سرریزهای کنگره ای و به خصوص کنگره ای قوسی نیازمند هزینه و زمان زیادی می باشد بدین جهت استفاده از روش های عددی به جای روش های آزمایشگاهی امری بدیهی در جهت کاهش هزینه ها به نظر می رسد. یکی از نرم افزارهای قدرتمند که در زمینه ی دینامیک سیالات محاسباتی و برای حل مسائل با هندسه پیچیده با سطح آزاد مورد استفاده قرار می گیرد، نرم افزار flow 3d می باشد. در این پژوهش هیدرولیک دو مدل سرریز کنگره ای قوسی با 10 سیکل ذوزنقه ای شکل، زاویه دیواره کناری 12 و 20 درجه و زاویه قوس 10 درجه و همچنین یک مدل سرریز کنگره ای خطی با 5 سیکل ذوزنقه ای خطی با زاویه دیواره کناری 20 درجه به کمک نرم-افزار flow 3d مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور شبیه سازی پروفیل سطح آب از روش vof استفاده شده است. نتایج به دست آمده با استفاده از مدل آشفتگی k-? rng بوده و نتایج به دست آمده از شبیه سازی (دبی و ضریب دبی) جهت واسنجی با نتایج حاصل از مدل های مشابه آزمایش شده توسط کریستنسن (2012) مورد مقایسه قرار گرفته اند. نتایج حاصل از هماهنگی مناسبی با مدل های آزمایشگاهی برخوردار بوده و می توانند جایگزینی برای مدل های آزمایشگاهی باشند. درصد اختلاف بین نتایج ضریب آبگذری مدل شبیه سازی شده و مدل آزمایشگاهی برای سرریز کنگره ای قوسی با زاویه جداره 12 درجه بین 4± درصد، برای سرریز کنگره ای قوسی با زاویه جداره 20 درجه بین 5/4- تا 6+ درصد و برای سرریز کنگره ای خطی بین 3- تا 8+ درصد حاصل گردید. درصد اختلاف بین نتایج دبی مدل شبیه سازی و مدل آزمایشگاهی برای سرریز کنگره ای قوسی با زاویه جداره 12 درجه بین 4± درصد، برای سرریز کنگره ای قوسی با زاویه جداره 20 درجه بین 4- تا 5/6+ درصد و برای سرریز کنگره ای خطی بین 2- تا 9+ درصد به دست آمد. امید است نتایج به دست آمده از این داده ها، با قضاوت مهندسی، برای درک بهتر ویژگی های جریان سرریزهای کنگره ای قوسی استفاده شود و کمکی در روند انجام تحقیقات پیش رو باشد.