شبیه‌سازی عددی جریان سه‌بعدی در آبگیر مدول تیغه‌ای

مدول‌ها سازه‌هایی هستند که به رغم نوسانات سطح آب در کانال های آبیاری، دبی نسبتاً ثابتی تحویل می‌دهند. از جمله این سازه‌ها، مدول های تیغه‌ای هستند که بر مبنای مطالعات نظری و آزمایشگاهی روش های مختلفی برای تعیین ابعاد آنها معرفی شده است. تعیین ضوابط و بهترین روش طراحی آنها نیازمند آزمون آزمایشگاهی است؛ این ضوابط برای ظرفیت‌های پایین تعیین شده و عملکرد بسیار مطلوب آنها به اثبات رسیده است. چنین مدول‌هایی قابلیت کاربرد برای دبی‌های بالاتر را هم دارند اما به دلیل بررسی پدیدۀ اثر مقیاس در مدل‌های آزمایشگاهی همچون سرریزها، استفاده از این مدل ها در ظرفیت های بالاتر زمان بر و هزینه بر است. با توجه به نوع طراحی مدول‌های تیغه‌ای، تعیین حساسیت ارتفاع تیغه‌ها در تعیین سهم جریان عبوری از سرریز تیغه‌ها نسبت به کل دبی و سهم دبی هر مجرا اهمیت ویژه‌ای دارد که تعیین آنها در مدل‌های آزمایشگاهی امکان‌پذیر نیست. از این رو، تحقیق حاضر با هدف ارزیابی کاربرد مدل‌های عددی سه‌بعدی در شبیه‌سازیجریان در مدول های تیغه‌ای برای بازتولید داده‌های مشاهده‌ای، تعیین سهم جریان عبوری از سرریز تیغه‌ها نسبت به کل دبی، سهم جریان عبوری از هر یک از مجراهای موازی و امکان‌سنجی استفاده از معادلات دبیاشل برای سرریزها  به اجرا درآمد. به کارگیری نرم‌افزار flow3d نشان داد که این ابزار در شرایط تحت آزمون، نتایج بسیار قابل اعتمادی ارائه می دهد و قابلیت کاربرد را برای تعیین ضوابط طراحی مدول‌ها برای ظرفیت‌های بالا، تعیین میزان جریان عبوری از هر مجرا و سرریز تیغه‌ها دارد و بنابراین به عنوان جایگزینی برای بررسی‌های آزمایشگاهی یا محدود کردن نیاز به ابزار آزمایشگاهی، با میانگین قدرمطلق خطای نسبی حدود 1.7 درصد برای ظرفیت 14 لیتر بر ثانیه، 3.97 درصد برای ظرفیت 10 لیتر بر ثانیه، 5.22 درصد برای ظرفیت 7 لیتر بر ثانیه و 7.94 درصد برای ظرفیت 4 لیتر بر ثانیه توصیه می‌شود.

Numerical Simulation of ThreeDimensional Flow in Baffle Modules

Intake Modules are structures that deliver relatively constant discharge irrespective of water surface fluctuations. One of these modules is baffle sluice modules for which various theoretical methods have been proposed so far for determining their dimensions. Determining the best theoretical approach requires experimental studies. In this regard experimentations have been carried out only for low capacities. Therefore, numerical methods can be used to identify design criteria of baffle modules in higher capacities. But because of the scale effect on experimental models such as weir, the use of these models in higher capacities requires time and cost. Also, considering the type of design of the baffle modules, determination of the sensitivity of baffle height in determining the share of flow over the baffles and the rate of discharge of each duct is very important, which is not feasible in Experimental models. In this research aims to evaluate the application of threedimensional numerical models in simulation of flow in baffle modules for reproduction of observational data, determination of the share of flow over the baffles, the rate of discharge of each parallel duct and the use of stagedischarge equations. The result of Flow3D software indicated that very good concurrence exists between the numerical model output and the observed data for low discharge and this software is applicable to determination of design criteria for the modules for high capacities, determination of the share of flow over the baffles, the rate of discharge of each parallel duct and the use of stagedischarge equations. This indicated the capability of such mean to substitute experimental test or to decrease their use for special cases with an average error of about 1.7% for 14 l/s, 3.97% for 10 l/s, 5.22% for 7 l/s and 7.94% for 4 l/s.