بررسی تأثیر تیغه‌های گرداب‌شکن 45 درجه برضریب تخلیه سرریز نیلوفری با استفاده از مدل FLOW-3D

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد سازه های آبی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز.

2 دانشیار گروه سازههای آبی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

ایجاد گردابه­ها در دهانه­ی ورودی سرریزهای نیلوفری می­تواند باعث کاهش ضریب دبی و کارایی نامناسب سرریز گردد. بنابراین استفاده از تیغه­های گرداب­شکن باعث کاهش این گردابه ها شده و کارایی سرریز را افزایش می­دهد. در این تحقیق هدف، مدل­سازی عددی جریان عبوری از سرریز نیلوفری و بررسی تأثیر تیغه­های گرداب­شکن در جریان سرریز نیلوفری به کمک مدل ریاضی FLOW-3D می­باشد. بنابراین در این تحقیق مدل­سازی سرریز در حالت با و بدون تیغه­ها ( 3، 4 و 6 تیغه با زاویه 45 درجه) انجام شد. کلیه مدل­ها در دبی­های مختلف با استفاده از مدل آشفتگی اصلاح شده‌ی k-e تحت عنوان  k-e RNGاجرا و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شدند. نتایج نشان داد که در سرریز نیلوفری به­طور کلی با کاهش ارتفاع آب روی سرریز در حدود 25 درصد، ضریب دبی به میزان 42 درصد افزایش می­یابد. در بین سه آرایش تیغه­های گرداب­شکن، آرایش شش تایی دارای نتایج مطلوب­تری نسبت به حالت­های دیگر است و همچنین بیشترین تأثیر را در کاهش ارتفاع آب دارد. مقایسه نتایج با مدل شاهد نشان می­دهد که با افزودن شش تیغه، در محدوده 1/0-0 ارتفاع نسبی آب، ضریب دبی به میزان حدود 40 درصد افزایش یافته استو در محدوده 1/0-2/0 ارتفاع نسبی آب، ضریب دبی به میزان حدود 57 درصد افزایش یافته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Vortex Breaker Blades 45 Degree on Discharge Coefficient of Morning Glory Spillway Using Flow-3D

نویسندگان [English]

  • Sahar Nouroozi 1
  • javad ahadiyan 2
چکیده [English]

     The discharge coefficient of morning glory spillway is decreased with eddies created by vortex at the inlet part of weir. However, a series of specific blades can reduce vortices which result in the spillway efficiency is increased. Hence, in this research numerical modeling of installed breaker blade on morning glory spillway was evaluated using Flow-3D model. To achieve these purposes, morning glory spillway was modeled without and with blades 3, 4 and 6 blades at 45 degree angle. To simulate the turbulence fluctuations, the modified k-e model (RNG k-e) was used and its results were compared to the experimental data. Results showed that by installing blades, the discharge coefficient increases up to 42 percent with 25 percent decreasing in the upstream water level. Moreover, among the three different arrangements of blades, the six-blade model was found to have more satisfactory results than other models. In comparison to control model, for H/D between 0 to 0.1 and 0.1 to 0.2 the discharge coefficient has been increased 40 and 57 percent for six-blade arrangement, respectively. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Morning glory spillway
  • Discharge Coefficient
  • Vortex breaker
  • Numerical model of FLOW-3D