بررسی عددی جریان در سرریزهای پلکانی و مقایسه با نتایج آزمایشگاهی

سرریزهای پلکانی کاربردهای زیادی در ساختمان سدها، مهندسی رودخانه و حفاظت خاک دارند. استهلاک انرژی جریان عبوری از روی چنین سازه ای به علت وجود پله های متعدد زیاد بوده و در نتیجه هزینه های ساخت حوضچه های آرامش کاهش می یابد. از سوی دیگر، امروزه مدل های عددی، روش های جدیدی برای تجزیه‌وتحلیل جریان هستند. از اهداف این پژوهش نیز بررسی عددی عبور جریان از روی سرریز پلکانی و محاسبه افت انرژی ناشی از آن هست. همچنین در این تحقیق تغییرات بردارهای سرعت و تنش برشی و فشار در حین عبور از هر پله موردبررسی و مقایسه قرار گرفته است. برای این منظور مدل فیزیکی از سرریز پلکانی با نسبت شیب 1:2 (افقی : عمودی) ساخته‌شده و با 10 دبی مختلف مورد آزمایش قرار گرفته است. شبیه سازی عددی نیز با استفاده از نرم افزار فلوئنت و مدل آشفتگی rng kε ، تحت شرایط مذکور انجام گرفته و نتایج حاصل از مدل عددی با داده های آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که مدل عددی با خطایی حدود 3% تطابق خوبی با مدل فیزیکی دارد و می توان به نتایج حاصل از آن در پیش بینی جریان های چرخشی و پیچیده در سرریزهای پلکانی اعتماد نمود.