بررسی عددی تاثیرات طول دهانه سرریزجانبی بر روی مشخصات میدان جریان کانال اصلی

در این مطالعه، میدان جریان آشفته درون کانال‌های مستطیلی دارای سرریز جانبی با استفاده از نرم افزار flow-3d شبیه؜سازی شد. برای صحت سنجی نتایج مدل‌سازی از اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی هاگر استفاده شد. همچنین برای شبیه سازی آشفتگی جریان از مدل‌های آشفتگی k-ε استاندارد و rng k-ε بهره برده شد. نتایج مدل سازی عددی نشان داد که مدل آشفتگی rng k-ε از دقت بیشتری برخوردار است. بر اساس نتایج مدل‌سازی، مقدار rmse و r^2 برای مدل آشفتگی k-ε استاندارد به ترتیب برابر 0/005 و 0/969 محاسبه گردیده است. این در حالی است که مقادیر مذکور برای مدل آشفتگی rng k-ε به ترتیب مساوی 0/004 و 0/971 تخمین زده شده است. همچنین تجزیه و تحلیل نتایج عددی حاکی از دقت مناسب مدل عددی در پیش‌بینی نتایج آزمایشگاهی است. به عنوان مثال مقادیر rmse و ضریب همبستگی برای مدل مذکور به ترتیب برابر مساوی 0/004 و 0/971 محاسبه گردیده است. در ادامه اثرات طول دهانه سرریز جانبی بر روی الگوی جریان مورد بررسی قرار گرفت. به همین منظور سه مدل عددی مختلف با سرریزهای به طول 1، 0/7 و 0/5 متر تعریف شد. بر اساس نتایج مدل سازی، با کاهش طول دهانه سرریز جانبی مقدار عدد فرود در امتداد سرریز جانبی کاهش می‌یابد. حداکثر مقدار فشار میدان جریان برای مدل با طول دهانه 1، 0/7 و 0/5 متر پیش‌بینی شد. حداکثر مقادیر فشار برای مدل های با سرریز به طول 1، 0/7 و 0/5 متر به ترتیب برابر 271، 286 و 317 پاسکال محاسبه گردید که نشان می دهد با کاهش طول دهانه سرریز جانبی، حداکثر مقدار فشار میدان جریان افزایش می یابد.

numerical study of the effects of side weir inlet length on characteristics of main channel flow

in this study, the turbulent flow field in rectangular channels with side weir is simulated using the flow3d software. to verify the modeling results, the experimental measurements obtained by hager (1982) are used. also, for simulating the flow turbulence the standard kε and rng kε turbulence models are used. the numerical modeling results show that the rng kε turbulence model has more accuracy. according to the modeling results, the rmse and r2 values for the standard kε turbulence model are calculated 0.005 and 0.969, respectively. meanwhile, these values for the rng kε turbulence model are estimated 0.004 and 0.971, respectively. also, analysis of the numerical results indicates the acceptable accuracy of the numerical model in predicting the experimental results. for example, the rmse and correlation coefficient values for the mentioned model are calculated 0.004 and 0.971, respectively. subsequently, the effects of the side weir inlet length on the flow pattern are investigated. for this purpose, three different numerical models with weirs with lengths of 1m, 0.7m and 0.5m are defined. according to the modeling results, by decreasing the inlet length the side froude number value along the side weir decreases. in contrast, by decreasing the side weir inlet length the maximum value of the flow field pressure for the model with a inlet length of 0.5m is predicted. in other words, the maximum pressure values for the models with side weirs with lengths of 1m, 0.75m and 0.5m are calculated 271pa, 286pa and 317pa, respectively.