مقایسه عددی الگوی جریان زیربحرانی‌ و فوق‌بحرانی در کانال‌های مثلثی دارای سرریز جانبی

در این پژوهش، تغییرات سطح آزاد و آشفتگی میدان جریان در کانال‌های مثلثی دارای سرریز جانبی با استفاده از نرم‌افزار flow-3d، طرح vof و مدل آشفتگی rng k-ε شبیه‌سازی عددی می‌شود. در مقاله حاضر، الگوی جریان‌های متغیر مکانی با کاهش دبی در هر دو رژیم جریان زیربحرانی و فوق‌بحرانی برای کانال‌های مثلثی دارای سرریز جانبی مقایسه می‌گردد. مدل عددی حاضر، تغییرات سطح آزاد و انرژی مخصوص را با دقت قابل قبولی پیش‌بینی کرده است. در شرایط جریان زیربحرانی، عمق جریان از ابتدای سرریز به سمت انتهای آن با افزایش و در شرایط جریان فوق‌بحرانی با کاهش همراه است. برای هر دو رژیم زیربحرانی و فوق‌بحرانی، یک افت سطح آزاد در یک سوم ابتدایی دهانه سرریز و یک پرش سطحی در یک سوم انتهایی طول دهانه به وقوع پیوسته است. در امتداد پرش سطحی مذکور مقدار انرژی جنبشی افزایش و انرژی پتانسیل کاهش می‌یابد. بر اساس نتایج شبیه‌سازی، حداکثر سرعت طولی برای رژیم زیربحرانی در یک سوم ابتدایی طول دهانه تاج سرریز و برای جریان فوق‌بحرانی تقریباً در وسط دهانه سرریز جانبی اتفاق می‌افتد. در هر دو رژیم جریان زیربحرانی و فوق‌بحرانی، حداکثر سرعت عرضی در یک سوم انتهایی طول دهانه تاج سرریز جانبی رخ می‌دهد.