بررسی آزمایشگاهی و عددی ضریب جریان در سرریزهای زیگزاگی سهموی شکل

افزایش ظرفیت هیدرولیکی انتقال جریان از روی سرریز به ازای ارتفاع سطح آب معین در بالادست سرریز، از طریق افزایش طول موثر تاج سرریز در واحد عرض مقطع جریان میسر است. در پژوهش حاضر به‌منظور بررسی هیدرولیک جریان و مقایسه دبی عبوری، شبیه‌سازی سه‌بعدی میدان جریان بر روی سرریزهای زیگزاگی قوسی (تک سیکل و دو سیکل) در محدوده نسبت بار هیدرولیکی (0.74-0.05) به کمک نرم‌افزار flow3d از طریق تحلیل آماری و مقایسه نتایج حاصل از مدل‌سازی عددی با داده‌های آزمایشگاهی انجام شد. سرریزهای مورداستفاده در این پژوهش، تعداد سه عدد (تک سیکل) با ارتفاع‌های 10، 12 و cm 15 و سه عدد (دو سیکل) با ارتفاع‌های 5،  6 و cm 7.5 در یک فلوم مستطیلی به طول 8.4، عرض 0.3 و ارتفاع m 0.45 مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج نشان داد که داده‌های مدل عددی هماهنگی مناسبی با داده‌های مدل آزمایشگاهی داشتند. طبق نتایج، با افزایش 50% ارتفاع سرریز، ضریب دبی حدود 25.5% افزایش نشان داد. همچنین ضریب دبی در سرریز زیگزاگی قوسی تک سیکل در نسبت‌های ارتفاع هیدرولیکی کوچک‌تر از 0.4 بیش تر از سرریز زیگزاگی قوسی دو سیکل بوده و این مقدار در ارتفاع‌های هیدرولیکی بالاتر، تقریباً مساوی به دست آمد.

Experimental and Numerical Study of the Discharge Coefficient in Parabolic Labyrinth Weirs

An increase in the hydraulic capacity of flow conveyance over a weir per a given stage of a stream upstream of the weir is feasible by extending the effective length of the crest of the weir per unit width of flow section. In this work, in order to study the hydraulics of the flow and compare the values of the passing discharge, a 3D simulation of the flow field on arced labyrinth weirs (singlecycle and doublecycle) was carried out in Flow3D software at the hydraulic loading rate of 0.05 to 0.74 by statistical analysis and the comparison of results obtained from numerical modeling of experimental data. Weirs utilized in this study were three singlecycle weirs (10, 12, and 15 cm in height) and three doublecycle weirs (5, 6, and 7.5 cm in height) examined in a rectangular flume having 8.4, 0.3, and 0.45 m length, width, and height, respectively. The results showed that the data of the numerical model were well conformed to the data of the experimental model. According to the results, a 50% increase in the weir’s height will raise the discharge coefficient by 25.5%. Furthermore, the discharge coefficient in a singlecycle arced labyrinth weir at hydraulic loading rates less than 0.4 was higher than the discharge coefficient in a doublecycle arced labyrinth weir. Moreover, the corresponding values were nearly equal at higher hydraulic loading rates.