شبیه‌سازی عددی جریان سه‌بعدی در آبگیر مدول تیغه‌ای

مدول‌ها سازه‌هایی هستند که به­رغم نوسانات سطح آب در کانال­های آبیاری، دبی نسبتاً ثابتی تحویل می‌دهند. از جمله این سازه‌ها، مدول­های تیغه‌ای هستند که بر مبنای مطالعات نظری و آزمایشگاهی روش­های مختلفی برای تعیین ابعاد آنها معرفی شده است. تعیین ضوابط و بهترین روش طراحی آنها نیازمند آزمون آزمایشگاهی است؛ این ضوابط برای ظرفیت‌های پایین تعیین شده و عملکرد بسیار مطلوب آنها به اثبات رسیده است. چنین مدول‌هایی قابلیت کاربرد برای دبی‌های بالاتر را هم دارند اما به­دلیل بررسی پدیدۀ اثر مقیاس در مدل‌های آزمایشگاهی همچون سرریزها، استفاده از این مدل­ها در ظرفیت­های بالاتر زمان­بر و هزینه­بر است. با توجه به نوع طراحی مدول‌های تیغه‌ای، تعیین حساسیت ارتفاع تیغه‌ها در تعیین سهم جریان عبوری از سرریز تیغه‌ها نسبت به کل دبی و سهم دبی هر مجرا اهمیت ویژه‌ای دارد که تعیین آنها در مدل‌های آزمایشگاهی امکان‌پذیر نیست. از این رو، تحقیق حاضر با هدف ارزیابی کاربرد مدل‌های عددی سه‌بعدی در شبیه‌سازیجریان در مدول­های تیغه‌ای برای بازتولید داده‌های مشاهده‌ای، تعیین سهم جریان عبوری از سرریز تیغه‌ها نسبت به کل دبی، سهم جریان عبوری از هر یک از مجراهای موازی و امکان‌سنجی استفاده از معادلات دبی-اشل برای سرریزها  به اجرا درآمد. به­کارگیری نرم‌افزار Flow-3D نشان داد که این ابزار در شرایط تحت آزمون، نتایج بسیار قابل اعتمادی ارائه می­دهد و قابلیت کاربرد را برای تعیین ضوابط طراحی مدول‌ها برای ظرفیت‌های بالا، تعیین میزان جریان عبوری از هر مجرا و سرریز تیغه‌ها دارد و بنابراین به­عنوان جایگزینی برای بررسی‌های آزمایشگاهی یا محدود کردن نیاز به ابزار آزمایشگاهی، با میانگین قدرمطلق خطای نسبی حدود 7/1 درصد برای ظرفیت 14 لیتر بر ثانیه، 97/3 درصد برای ظرفیت 10 لیتر بر ثانیه، 22/5 درصد برای ظرفیت 7 لیتر بر ثانیه و 94/7 درصد برای ظرفیت 4 لیتر بر ثانیه توصیه می‌شود.