بررسی عددی جریان و ضریب دبی جریان بر روی سرریزهای نوک اردکی و مایل

در یک عرض مشخص سرریزهای نوک‌اردکی و مایل دارای طول موثر بیش‌تری می‌باشندکه این مسئله می‌تواند بر ضریب دبی و راندمان این نوع سرریزها تاثیرگذار باشد. در این تحقیق، تلاش شد تا نقش برخی از پارامترهای هیدرولیکی و هندسی سرریزهای ذکر شده و ارتفاع آن‌ها بر روی ضریب دبی جریان در داخل کانال با استفاده از مدل عددی فلوئنت مورد بررسی قرار‌ گیرد و نتایج حاصل از این مدل با نتایج مدل flow3d و اطلاعات آزمایشگاهی مقایسه شود. فشار، سرعت و سطح آزاد جریان با استفاده از مدل آشفتگی rng ɛk و مدل چند فازی (vof) با حل عددی تعیین گردیدند. معیار نرمال میانگین مجذور مربعات خطا (rmse) مدل فلوئنت در شبیه‌سازی ضریب دبی جریان 0.0565 به‌دست آمد که نشان‌دهنده دقت بالای این مدل می‌باشد. بررسی نتایج حاصله نشان می‌دهد که در هر دو سرریز، ضریب دبی با افزایش انرژی بالادست سرریز (hd)، کاهش می‌یابد. حداکثر مقدار ضریب دبی در محدوده 0.35≥ (hd/p) در هر دو سرریز نوک‌اردکی و مایل مشاهده شد. نتایج حاکی از آن بود که سرریزهای مایل در مقایسه با سرریزهای نوک‌اردکی دارای ضریب دبی بیشتری بوده (0.5 برابر ضریب دبی سرریزهای نوک‌اردکی) و در نتیجه از ظرفیت دبی عبوری (افزایش 33 درصدی) بالاتری نسبت به سرریزهای نوک‌اردکی برخوردار می‌باشند.

Numerical Investigating of Flow and Discharge Coefficient Over the Duckbill and Oblique Weirs

For a given channel width, duckbill and oblique weirs have longer effective length, and this could be effective on their discharge coefficients and efficiency. In this study, we tried to examine the role of some of the hydraulic and geometric parameters of mentioned weirs and their height on the discharge coefficient into the channel using the Fluent numerical model and the results of this model compared with the Flow3D model and experiments data. The pressure, velocity, turbulence, and the free surface of the flow were modeled by kε RNG and volume of fluid (VOF) algorithms, respectively. The NRMSE of the Fluent model in the simulation of the discharge coefficient was 0.0565, which indicates the high accuracy of the model. Results showed that in both weirs, the discharge coefficient decreases with increasing discharge or upstream head. The maximum discharge coefficient was found in the H/P≤ 0.35 in both weirs. The results indicated the oblique weirs had a higher discharge coefficient compared with duckbill weirs and thus had higher flow capacity.