مدلسازی عددی جریان و بررسی ضریب آبگذری سرریزهای کناری به روش vof توسط نرم افزا fluent

سرریز کناری، یک سازه هیدرولیکی که در کانالهای انتقال آب، سیستم های انتقال فاضلاب و... کاربرد فراوان دارد. سرریز کناری لبه تیز پر کاربردترین نوع سرریز کناری است. ضریب آبگذری سرریز از مهمترین پارامترهای طراحی سرریز کناری است. بررسی ضریب آبگذری سرریز کناری به دو روش عددی و آزمایشگاهی انجام می شود، روش عددی از لحاظ زمانی و اقتصادی برتری دارد. در این تحقیق روش عددی حجم محدود (fvm) و حجم سیال (vof) توسط نرم افزار فلوئنت (fluent) بکار گرفته شده است. از لحاظ هیدرولیکی بهتر آن است که در کانال شامل سرریز کناری جریان زیر بحرانی باشد از این رو در این تحقیق بررسی ها در حالت زیر بحرانی می باشند. برای تحلیل عددی سرریز کناری لبه تیز دو دسته مدل ساخته شده، دسته اول بر اساس داده های آزمایشگاهی و دسته دوم بصورت انتخابی در نظر گرفته شده است. در مقایسه نتایج عددی با آزمایشگاهی در دسته اول مدلها در محاسبه دبی و ارتفاع و ضریب آبگذری سرریز خطای در حدود 7- تا 10 درصد وجود دارد. میانگین خطای برنامه در محاسبه ضریب آبگذری 99/3 درصد بوده، که این میزان خطا بر نتایج دسته دوم مدلها اعمال شده است. بطور کل نتایج دسته اول مدلها همخوانی بسیار خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارد. دسته دوم شامل 29 مدل بوده و در این مدلها عدد فرود و ارتفاع بالا دست سرریز متغییر و دبی اولیه یکسان در نظر گرفته شده است. نتایج دسته دوم مدلها بیانگر این است که با افزایش عدد فرود، جریان روی سرریز آشفته می شود و ارتفاع جریان روی سریز کاهش می یابد. بطور کل با افزایش عدد فرود ضریب آبگذری سرریز و در نتیجه میزان دبی عبوری از سرریز کاهش می یابد. در مقایسه نتایج دسته دوم مدلها با روابط ارائه شده توسط محققین گذشته نیز همخوانی بسیار خوبی دیده می شود.