شبیه سازی سه بعدی مشخصات جریان فوق بحرانی در کانال های دایروی دارای سرریزجانبی

کانال های دایروی دارای سرریزجانبی به‏شکل گسترده ای برای تنظیم و کنترل عمق جریان در شبکه های جمع آوری فاضلاب شهری مورد استفاده قرار می گیرند. در این مطالعه، آشفتگی میدان جریان و تغییرات سطح آزاد جریان فوق بحرانی در داخل یک کانال دایروی دارای سرریزجانبی با استفاده از نرم‏افزار FLOW-3D، مدل آشفتگی RNG و طرح VOF شبیه سازی سه بعدی شد. مقایسه بین نتایج شبیه سازی و آزمایشگاهی نشان داد که مدل عددی، سطح آزاد و مشخصات میدان جریان را با دقت قابل قبولی شبیه سازی کرده است. بر اساس نتایج شبیه سازی عددی، عمق جریان در امتداد سرریزجانبی از ابتدای سرریز بسمت انتهای آن با کاهش همراه بود. در کلیه شبیه سازی ها یک افت سطح آزاد در ابتدای بالادست سرریزجانبی اتفاق افتاد. همچنین یک پرش سطحی در انتهای دهانه سرریزجانبی به وقوع پیوست. تغییرات انرژی مخصوص در طول سرریزجانبی برای رژیم جریان فوق بحرانی تقریبا ثابت است و افت انرژی ناچیز می باشد اما با افزایش طول سرریزجانبی اختلاف انرژی در بالادست و پائین دست سرریزجانبی افزایش می یابد. شبیه سازی میدان سرعت نشان می دهد که بیشینه مقدار سرعت طولی و عرضی جریان به‏ترتیب در انتها و وسط دهانه سرریزجانبی به وقوع پیوست. همچنین در هر مقطع عرضی، بیشینه سرعت قائم در مجاورت تاج سرریزجانبی اتفاق افتاد.