بررسی عددی میدان جریان روی سرریز اوجی تحت تاثیر شکل تاج و شیب وجه بالادست سرریز

در این پژوهش، الگوی جریان سرریز اوجی تحت تاثیر شکل منحنی تاج سرریز و تغییرات شیب وجه بالادست سرریز، با استفاده از نرم افزار شبیه ساز عددی  Flow-3Dمورد ارزیابی قرار گرفت. بدین ترتیب دو سرریز اوجی با تاج بیضوی و الگوی USBR در دو حالت وجه بالادست قایم و مایل با شیب 3H:3V و به ازای سه هد مختلف، شبیه سازی شدند و نتایج حاصل از تغییرات پارامترهای موثر نظیر دبی، سرعت و فشار در طول هر یک از سرریز ها مورد بررسی قرار گرفت. صحت سنجی نتایج مدل عددی با نتایج مدل آزمایشگاهی ماینورد نشان داد مدل عددی Flow-3D از توانایی بالایی برای شبیه سازی میدان جریان روی سرریز اوجی برخوردار است. مقایسه دبی حاصل از مدل عددی با داده های آزمایشگاهی، بیان گر میانگین خطای محاسباتی زیر سه درصد مدل عددی بود. بررسی میدان فشار نشان داد در ارتفاع هد برابر هد طراحی، فشارها نزدیک فشار اتمسفر می باشند و فشار منفی روی تاج سرریز ایجاد نشده است اما در هد بالاتر از هد طراحی روی سرریز فشار منفی به وجود خواهد آمد. مقدار فشار منفی ایجاد شده در ابتدای تاج سرریز USBR نسبت به مقدار فشار منفی تاج سرریز بیضی شکل، بیش تر است و دلیل آن عدم پیوستگی در تاج و جدایی بیش تر خطوط جریان از روی آن است. همچنین نتایج نشان داد که سرریز اوجی با تاج بیضی شکل، عملکرد نسبتا بهتری در جریان عبوری از روی سرریز دارد و در این سرریزها امکان عبور دبی بیش تر با ایمنی بالاتری فراهم می شود و شیب دار کردن وجه بالادست سرریز باعث تغییر در ضریب تخلیه و نهایتا میزان دبی عبوری جریان از روی سرریز می شود.