بررسی اثر شیب وجوه بالادست و پایین دست سرریز لبه پهن بر مشخصات جریان با استفاده از نرم افزار فلوئنت

سرریزهای لبه پهن از جمله سازه های هیدرولیکی رایج در سیستم های آبیاری و طرح های برق آبی هستند. تغییر شیب وجه بالادست و پایین دست از عوامل مهمی می باشد که می تواند شرایط جریان و راندمان تخلیه این سازه ها را تحت تاثیر قرار دهد. در این پژوهش با استفاده از نرم افزار فلوئنت نسخه 12.0.16 و بهره گیری از دو نوع مدل آشفتگی استاندارد، RNG پروفیل گرادیان هیدرولیکی و پروفیل سطح آزاد بر روی سرریز و همچنین ناحیه جدایی جریان ابتدای تاج در سرریزهای با شیب های بالادست و پایین دست مختلف شبیه سازی شده است. به طورکلی نتایج به دست آمده از شبیه سازی عددی تطابق خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که با شیب دار کردن وجه بالادست سرریز، محدوده جدایی جریان ابتدای تاج کاهش یافته و در نتیجه ضریب دبی افزایش می یابد. تغییر شیب وجه پایین دست اثری بر ناحیه جدایی جریان ابتدای تاج و ضریب دبی نخواهد داشت اما عمق آب در بالادست سرریز و قسمت ابتدایی تاج تا قبل از محل تشکیل عمق بحرانی در سرریز با شیب وجه بالادست تند مقداری بیش تر از سرریز با شیب وجه بالادست ملایم می باشد. تغییر شیب وجه پایین دست موقعیت تشکیل عمق بحرانی را تغییر نمی دهد اما با ملایم کردن شیب پایین دست با کاهش میزان فشار منفی به دلیل کاهش انحنای خطوط جریان و همچنین از بین رفتن ناحیه جدایی جریان ابتدای وجه پایین دست، احتمال وقوع پدیده کاویتاسیون کاهش می یابد.