بررسی فیزیکی و عددی جریان در سرریزهای ذوزنقه ای متناسب خطی

سرریزهای متناسب خطی یکی از انواع سرریزهای لبه تیز می باشند که رابطه دبی - ارتفاع در آنها خطی می باشد و به همین دلیل نسبت به سرریزهای غیر خطی دقت بالا تری دارند. در این تحقیق یک نوع از سرریزهای خطی با شکل ذوزنقه ای مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور رابطه خطی جریان در مدل فیزیکی این سرریز با شیب دیواره های مختلف در حالت نرمال و معکوس بررسی شد، این سرریز علاوه بر حالت قائم در حالت شیب دار نسبت به پایین دست جریان هم مورد مطالعه قرار گرفت. هم چنین اثر انقباض جانبی در قسمت لبه تاج بر روی پارامترهای هیدرولیکی سرریزهای ذوزنقه ای که در تحقیقات پیشین در نظر گرفته نشده است، مورد بررسی قرار گرفت. در تایید نتایج آزمایشگاهی روابط دبی- ارتفاع خطی این سرریزها با استفاده از روش ریاضی مبتنی بر حل عددی بدست آمد. نتایج نشان داد که این سرریزها در 8 شیب دیواره تعیین شده در 74% (در سرریزهای با انقباض جانبی)و 79%(در سرریزهای بدون انقباض جانبی) ارتفاع خود، عملکرد خطی دارند و اعتبار خطی بودن رابطه سرریز در حالت مایل حفظ می شود. همچنین در حالت مایل ظرفیت سرریز در عبور جریان نسبت به حالت قائم افزایش پیدا می کند. ضریب دبی این سرریزها در حالت بدون دیواره جانبی افزایش قابل ملا حظه ای دارد. برای هر سرریز یک رابطه دبی – ارتفاع خطی و هم چنین محدوده عملکرد این رابطه ارائه شده است. جریان در این سرریزها توسط نرم افزار فلوئنت شبیه سازی شد. در شبیه سازی جریان با مدل های آشفتگی جریان مدل ، نوع realizable کمترین خطا را نشان داد. میانگین خطای نسبی در شبیه سازی عمق آب بالادست 3% و در عمق آب روی تاج 5/3% بدست آمد. نتایج حاصل نشان داد که مشخصه های جریان در سرریزهای ذوزنقه ای را می توان از طریق شبیه سازی جریان با نرم افزار فلوئنت و با دقت قابل قبولی تعیین نمود.