تعیین میدان جریان اطراف سرریز-دریچه استوانه ای

چکیده: قرارگیری هر نوع سازه در مسیر جریان آب در شبکه¬های آبیاری و زهکشی سبب تحت تاثیر قرار گرفتن مشخصات هیدرولیکی جریان در اطراف سازه(بالادست و پایین¬دست) می¬گردد. سرریز-دریچه استوانه¬ای یکی از سازه¬های کنترل و تنظیم سطح آب بوده که به علت تداخل جریان عبوری همزمان از روی سرریز و زیر دریچه، سبب پیچیده شدن رفتار جریان اطراف خود می-گردد، از طرفی شناخت رفتار جریان در بالادست و پایین¬دست سازه می¬تواند نقش بسزایی در طراحی صحیح و اصولی آن ایفا نماید. استفاده از مدل¬های عددی در شبیه¬سازی جریان دارای مزایایی چون، سرعت اجرای بالا، اقتصادی بودن و عدم نیاز به مکان فیزیکی جهت اجرا، نسبت به مدل¬های آزمایشگاهی می¬باشد. نرم¬افزار فلوئنت یکی از قوی¬ترین نرم¬افزارهای هیدرولیک محاسباتی بوده که قادر به شبیه¬سازی جریان¬های هیدرولیکی می¬باشد، لذا در این تحقیق با استفاده از نرم افزار فلوئنت جریان اطراف سرریز- دریچه استوانه¬ای شبیه¬سازی گردیده، بدین صورت که، ابتدا مدل¬های مختلف آشفتگی در شبیه¬سازی جریان بررسی شده و سپس بهترین مدل انتخاب و با شبیه¬سازی جریان اطراف سازه و مقایسه آن با داده¬های آزمایشگاهی سرعت و پروفیل سطح آب (استفاده شده از پایان¬نامه کارشناسی ارشد آقای مهندس قره¬گزلو(1390)) مدل صحت¬سنجی شده و سپس با استفاده از مدل صحت¬سنجی شده، پروفیل های سرعت در بالادست و توزیع فشار و پروفیل سرعت روی بدنه سازه شبیه سازی، استخراج و بررسی شده است. نتایج نشان داد که مدل فلوئنت قادر به شبیه¬سازی میدان جریان بالادست سازه با دقت بالایی بوده ولی در شبیه¬سازی جریان پایین¬دست سازه دارای خطای زیادی می¬باشد و مشاهده گردید که با قرارگیری سرریز-دریچه استوانه¬ای در مسیر جریان، میدان جریان بالادست تا فاصله¬ای حدود دو برابر قطر سازه تحت تاثیر قرار می¬گیرد، همچنین در یک دبی و بازشدگی ثابت، با افزایش قطر سرریز-دریچه، نقطه سکون به موازات محور عمودی سازه به سمت بالا، و دریک قطر و دبی ثابت، با کاهش میزان بازشدگی نیز، به موازات محور عمودی سازه به سمت پایین و در یک قطر و بازشدگی ثابت، با افزایش دبی در راستای محور عمودی سازه به سمت پایین منتقل می¬شود و در فاصله 1 میلی¬متری از بدنه، میزان حداکثر و حداقل سرعت روی سرریز و زیر دریچه رخ می¬دهد. همچنین در یک دبی و بازشدگی ثابت، با افزایش قطر میزان فشار منفی روی سرریز افزایش یافته و محل آن از تاج دور شده و به پایین¬دست انتقال می¬یابد. کلمات کلیدی: میدان جریان، فلوئنت، سرریز- دریچه استوانه¬ای، پروفیل سرعت، توزیع فشار.