بررسی عددی جریان عبوری از سرریزهای مستطیلی مرکب لبه‌تیز دارای زاویه در پلان

هدف از تحقیق حاضر، ارزیابی اثر قرارگیری سرریز مرکب لبه‌تیز در زوایای مختلف نسبت به جریان بر عملکرد هیدرولیکی آن می‌باشد.  بدین منظور برای شبیه‌سازی تاثیر زاویه قرارگیری سرریز‌های مرکب لبه‌‎تیز در کانال با در نظر گرفتن چهار زاویه صفر(عمود بر جریان)، 15، 30 و 45 درجه از نرم‌افزار flow-3d استفاده شد. مقایسه مقادیر درصد خطای به‌دست‌آمده بین نتایج مقادیر دبی و عمق جریان بالادست سرریز از نرم‌افزار با داده‌های آزمایشگاهی به ترتیب 0.39 و 2.86 درصد حاصل شد. نتایج الگوی جریان عبوری از سرریز‌های مرکب لبه‌تیز نشان داد که خطوط جریان هنگام نزدیک شدن به تاج سرریز در محل تنگ‌شدگی به هم نزدیک شده و تجمع خطوط جریان در محل تنگ‌شدگی جریان افزایش می‌یابد. تداخل خطوط جریان در محل تنگ‌شدگی باعث کاهش ضریب دبی جریان عبوری از روی سرریز می‌گردد. افزایش تنگ‌شدگی عرضی و کاهش 25 و 50 درصدی طول تاج سرریز، باعث کاهش ضریب دبی جریان عبوری به ترتیب 4.14 و 9.81 درصد نسبت به سرریز لبه‌تیز هم عرض کانال گردید. با ایجاد تنگ‌‎شدگی در عرض سرریز مرکب و قرارگیری آن با زاویه حداکثر 45 درجه نسبت به امتداد جریان، ضریب دبی جریان تا 8.91 درصد نسبت به زمانی که سرریز مرکب لبه‌تیز عمود بر جریان است، افزایش یافت.

numerical investigation of flow over the rectangular compound sharp-crested weir at different angles in plan

the aim of the current research is to evaluate the effect of placing a compound sharp-crested weir at different angles in the channel on its hydraulic performance. for this purpose, flow-3d software was used to simulate the effect of the placement angle of the compound sharp-crested weir in the channel, considering four angles: zero (perpendicular to the flow pass), 15, 30, and 45 degrees. the comparison of the error percentage obtained between the results of the flow discharge and the depth of the upstream weir from the numerical results and the laboratory data was 0.39% and 2.86%, respectively. the results of the flow pattern passing through the compound sharp-crested weir showed that the flow lines are closer to each other when approaching the crest of the weir at the narrowing place, and the accumulation of flow lines increases in the place of the flow narrowing. the interference of flow lines at the narrowing place reduces the flow coefficient of the flow passing over the weir. the increase in transverse constricting and the decrease of 25 and 50% in the length of the weir crest caused a decrease in the flow discharge coefficient of 14.4 and 9.81%, respectively, compared to the sharp-crested weir of the same channel width. by creating a constant for the weir crown in the width of the compound weirs and placing them at a maximum angle of 45 degrees, the flow rate coefficient is increased 8.91% compared to the angle of the compound sharp-crested weir to the flow.