شبیه‌سازی عددی آبگیری جانبی لوله‌ای‌شکل از کانال روباز

سازه های آبگیر که بعنوان سازه های هدایت آب در کانال های باز، رودخانه ها و مخازن سد ها استفاده می شوند از قدیمی ترین مسائل مهندسی هیدرولیک هستند. در این مطالعه، یک آبگیر جانبی لوله ای به عنوان یک سازه انحراف جریان پیشنهاد گردید که در دیوارهای جانبی یک کانال استفاده می شود، و مشخصات دبی آبگیری و الگوی جریان آن با استفاده از نرم افزار flow3d مورد بررسی قرار گرفت. شبیه سازی ها برای پارامترهای مختلف انجام شده است. نتایج نشان داد که آبگیری جانبی لوله ای با زاویه 90 درجه بالاترین کارایی را در میان تمامی سناریوهای شبیه سازی شده دارد. گردابه و ناحیه جدایش جریان در پشت لوله آبگیر تشکیل می شود و نیز شکل گیری ناحیه جریان چرخشی در پشت لوله آبگیر جانبی می تواند تحت تاثیر پارامترهای دیگر مانند عدد فرود جریان ورودی و موقعیت عرضی دهانه لوله آبگیر باشد. علاوه بر این، یک معادله برای ضریب دبی آبگیری ارائه شده است. ضریب دبی ارائه شده نسبت به ضریب دبی مشاهده شده در حدود 15 درصد اختلاف دارد.

Numerical Simulation of Lateral Pipe Intake from Open Channel

Intake structures which are used as water diverting structures in open channels, rivers, and reservoirs are of the oldest issues of hydraulic engineering. In this study, a lateral pipe intake was proposed as a flow diversion structure provided in side walls of a channel, and its discharge characteristics and flow pattern was studied numerically using 3D CFD package, Flow3D. The simulations have been performed for various parameters. The results showed that the lateral pipe intake with 90o angle has the highest efficiency among all of our simulation scenarios. The vortex and the separation zone in the lateral pipe intake were formed behind the pipe. Also, formation of the recirculation zone behind the lateral pipe intake can be affected by other parameters like inlet Froude number and transversal position of the pipe intake mouth. Furthermore, an equation was developed for the discharge coefficient in the lateral pipe intake. The computed discharges were within ±15% of the observed ones.