بررسی عددی جریان و ضریب دبی جریان بر روی سرریزهای نوک اردکی و مایل

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب دانشگاه تبریز

2 استادیار سازه های آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز.

چکیده

در یک عرض مشخص سرریزهای نوک‌اردکی و مایل دارای طول مؤثر بیش‌تری می‌باشندکه این مسئله می‌تواند بر ضریب دبی و راندمان این نوع سرریزها تأثیرگذار باشد. در این تحقیق تلاش شد تا نقش برخی از پارامترهای هیدرولیکی و هندسی سرریزهای ذکر شده و ارتفاع آن‌ها بر روی ضریب دبی جریان در داخل کانال با استفاده از مدل عددی فلوئنت مورد بررسی قرار‌گیرد و نتایج حاصل از این مدل با نتایج مدل Flow-3D و اطلاعات آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفت. فشار، سرعت و سطح آزاد جریان با استفاده از مدل آشفتگی RNG ɛk- و مدل چند فازی (VOF) با حل عددی تعیین گردیدند. معیار نرمال میانگین مجذور مربعات خطای مدل فلوئنت در شبیهسازی ضریب دبی جریان 0565/0 به‌دست آمد که نشاندهنده دقت بالای مدل می‌باشد. بررسی نتایج حاصله نشان می‌دهد که در هر دو سرریز، ضریب دبی با افزایش انرژی بالادست سرریز (Hd)، کاهش می‌یابد. حداکثر مقدار ضریب دبی در محدودهی 35/0≥ (Hd/P) در هر دو سرریز نوکاردکی و مایل مشاهده شد. نتایج حاکی از آن بود که سرریزهای مایل در مقایسه با سرریزهای نوک‌اردکی دارای ضریب دبی بیش‌تری بوده (5/0 برابر ضریب دبی سرریزهای نوکاردکی) و در نتیجه از ظرفیت دبی عبوری (افزایش 33 درصدی) بیش‌تری نسبت به سرریزهای نوک‌اردکی برخوردار می‌باشند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Numerical Investigating of flow and Discharge Coefficient over the Duckbill and Oblique Weirs

نویسندگان [English]

  • Somayeh Emami 1
  • Javad Parsa 2
1 Water Engineering Department of Tabriz
2 Assistant Professor of Water Structures, Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Tabriz University, Tabriz, Iran.
چکیده [English]

For a given of channel width, duckbill and oblique weirs have longer effective length, and this could be effective on their discharge coefficients and efficiency. In this study, tried to examined the role of some of the hydraulic and geometric parameters of mentioned weirs and their height on discharge coefficient into channel using Fluent numerical model and the results of this model compared with Flow-3D model and experiments data. The pressure, velocity, turbulence and the free surface of the flow were modeled by k-ε RNG and volume of fluid (VOF) algorithms, respectively. The NRMSE of Fluent model in the simulation of the discharge coefficient was 0.0565, which indicates the high accuracy of the model. Results showed that in both weirs, the discharge coefficient decreases with increasing discharge or upstream head. The maximum discharge coefficient was found in the H/P≤ 0.35 in both weirs. The results indicated the oblique weirs had a higher discharge coefficient compared with duckbill weirs and thus had higher flow capacity.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Discharge Coefficient
  • Duckbill Weir
  • Oblique weir
  • Turbulence Model
  • Volume of Fluid
CAPTCHA Image