بررسی عددی جریان روی سرریز جانبی کنگره ای

بهره برداری از منابع آب و انتقال آب از دیر باز یکی از مسائل مهم در زندگی بشر بوده است. کانال های باز انتقال آب را با استفاده از نیروی ثقل انجام می دهند. به منظور آب گیری از کانال ها و همچنین حفاظت سازه ها از سرریز جانبی بر روی کانال ها استفاده می شود. در موقعیت هایی که محدودیت برای طول سرریز وجود دارد از سرریز جانبی با شکل های مختلف نظیر u، مثلثی و یا دایره ای استفاده می شود. دبی و پروفیل سطح جریان دو پارامتر مهم در طراحی این سازه می باشند. در تحقیقات گذشته بیشتر سرریز بصورت ساده در نظر گرفته شده است و براساس آخرین اطلاعات نویسنده سرریز کنگره ای که بصورت غیر منشوری نظیر شکل های ذکر شده باشد، کمتر مدل های عددی نشده است. همچنین اغلب تحقیقات انجام شده بر روی این سازه در حالت جریان ماندگار بوده است، در صورتی که جریان ناماندگار مانند وقوع سیل یا بسته شدن دریچه می تواند در کانالی که دارای سرریز جانبی می باشد، رخ دهد. جریان آب روی سرریز جانبی بصورت جریان متغیر مکانی با کاهش دبی می باشد. هدف از این تحقیق بررسی توانایی معادلات جریان متغیر مکانی در شبیه سازی پروفیل سطح آب و دبی جریان در این نوع سرریز می باشد همچنین بررسی حساسیت ترم های مختلف معادله ی متغیر مکانی، عملکرد معادلات انرژی و مومنتم، ثابت یا متغییر گرفتن ضریب سرریز و تغییرات ضریب سرریز در پروفیل سطح جریان می باشد. در این پژوهش از روش عددی دیفرانسیل کوادراچر در حل جریان روی سرریز جانبی کنگره ای کانال استفاده شده است. همچنین سرریز جانبی کنگره ای به صورت غیر منشوری مدل گشته است. نتایج حاصل از مدل های عددی با داده های آزمایشگاهی مقایسه شده و این مقایسه نشان می دهد که روش دیفرانسیل کوادراچر برای مدل سازی جریان متغیر مکانی در کانال منشوری و غیر منشوری دارای دقت کافی است. در ادامه ضریب سرریز بصورت ثابت و متغیر در مدل عددی در نظر گرفته شده و نشان داده شده است که متغیر در نظر گرفتن این ضریب تأثیر چندانی در پروفیل سطح آب ندارد. آنالیز حساسیت بر روی ترم های مختلف معادله ی حاکمه انجام شده و ترم های حائز اهمیت مشخص شده است. نهایتاً جریان ناماندگار بر روی سرریز جانبی با روش مشخصه مدلسازی شده است. نتایج این بخش نشان می دهد روش مشخصه یک ابزار کارآمد جهت مدلسازی جریان ناماندگار بر روی این سازه می باشد.