شبیه سازی عددی عملکرد هیدرولیکی و دوفازی جریان آب و هوای سرریزهای سه جانبی

استفاده از سرریزهای چندوجهی به دلیل کاهش قابل توجه هزینه و مشکلات اجرایی در مقایسه با سایر سرریزها، مورد توجه طراحان این نوع سازه ها است. در مناطقی که از لحاظ مکانی و افزایش عرض کلی جایگاه سرریز، محدودیت وجود دارد و یا در مناطقی که از لحاظ افزایش فضا و حجم اضافی برای سیل محدودیت داشته باشند، همچنین برای اصلاح و افزایش ظرفیت سرریز موجود، می توان از سرریز چندوجهی استفاده کرد. از طرفی تلاطم و آشفتگی جریان و اعمال ضربات شدید آب بر کف و دیواره های جانبی کانال آب بر و به طور کلی شرایط نامناسب جریان داخل کانال آب بر، کارایی این سرریزها را با مشکل مواجه می کند. در این پایان نامه ابتدا با استفاده از یک نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی (flow-3d) به بررسی جریان سه بعدی در سرریز uشکل با به کارگیری مدل آشفتگی rng پرداخته می شود. با توجه به اهمیت ورود هوا به جریان در سازه های هیدرولیکی به شبیه سازی جریان دوفازی در موضوع تحقیق حاضر پرداخته شده است. نتایج به دست آمده در مقایسه با شبیه سازی عددی تک فاز، حاکی از بهبود پیش بینی جریان است. سپس با درنظر گرفتن مدل با ابعاد واقعی، تأثیرات مقیاس در مدل های آزمایشگاهی بررسی شده است. نتایج نشان می دهد مدل های فیزیکی در پیش بینی ورود هوا به جریان مناسب نیستند و میزان هوای وارد شده وابسته به عدد رینولدز است و از تشابه فرودی تبعیت نمی کند. در ادامه به بررسی پارامتریک اثر تغییرات هندسه سازه سرریز برای دستیابی به الگوی مناسب جریان پرداخته شده است. در انتها نیز اثر پلکانی کردن پروفیل اوجی سرریز به منظور کاهش تلاطم و نوسانات فشار کانال جانبی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکی از آن است که روش پیشنهادی در مقایسه با سرریز های اوجی شرایط جریان را بهبود می بخشد.