بررسی عددی هیدرولیک جریان در سرریزهای کلیدپیانویی و زیگزاگی‌ذوزنقه‌ای

در تحقیق حاضر، به‌منظور بررسی هیدرولیک جریان و مقایسه دبی عبوری، شبیه‌سازی سه‌بعدی میدان جریان روی سرریزهای زیگزاگی‌ذوزنقه‌ای (دو سیکل) و کلیدپیانویی (دو سیکل) به‌کمک نرم‌افزار flow3d به انجام رسید و تاثیر هرکدام از مدل‌ها بر میدان جریان روی سرریزها و ضریب دبی مورد بررسی و نتایج حاصل با اطلاعات آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفت. همچنین مدل‌های گفته شده تحت شرایط آزمایشگاهی در یک فلوم مستطیلی به طول 5. 12 متر، عرض 3 .0 متر و ارتفاع 4 .0 متر و در شرایط آب زلال مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که داده‌های مدل عددی هماهنگی مناسبی با داده‌های مدل آزمایشگاهی داشتند. طبق نتایج، سرریزهای کلیدپیانویی از ضریب دبی بیشتری نسبت به سرریزهای زیگزاگی برخوردار بودند. مشاهده شد در سرریز کلیدپیانویی، با افزایش 50 درصدی در ارتفاع سرریز (p) از 5 سانتی‌متر به 7.5 سانتی‌متر ضریب دبی حدود 26 درصد افزایش می‌یابد. همچنین در سرریزهای زیگزاگی نیز با افزایش 50 درصدی در ارتفاع سرریز از 5 سانتی‌متر به 7.5 سانتی‌متر ضریب دبی حدود 24 درصد افزایش می‌یابد.

Numerical Analysis of Flow Hydraulic in Trapezoidal Labyrinths and Piano Key Weirs

The flow fields over a trapezoidal labyrinth weir (twocycle) and a piano key weir were simulated using Flow3D, studying the impact of each model on the flow field in the weirs and the coefficient of discharge in comparison with the available experimental data. Moreover, the models were investigated experimentally in a 12.5 m long, 0.3 m wide, and 0.4 m high rectangular flume under clearwater conditions. The results showed good agreement between the data from the numerical and experimental models. The piano key weirs had a higher coefficient of discharged compared with labyrinth weirs. The coefficient of discharge was observed to increase by 26 percent as the height of the PKW was increased by 50 percent (from 5 to 7.5 cm). This increase was 24 percent for labyrinth weirs.