مدلسازی عددی جریان با بررسی اثرات بازشدگی دریچه بر هیدرولیک جریان و جت پرتابی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی واحد اسلامشهر

2 استادیار گروه مهندسی عمران-سازه‌های هیدرولیکی

3 استادیار گروه مهندسی عمران-آب

چکیده

امروزه اهمیت مدیریت مخازن سدها استفاده از دریچه ها بر روی سرریزها را ضروری میکند. این موضوع سبب تغییر هیدرولیک جریان بر روی سرریز می‌شود و هدف از این تحقیق بررسی برخی از این تغییرات هیدرولیکی است. در این تحقیق به کمک نرم‌افزار Flow-3D به مدلسازی جریان از روی سرریز شوت با آستانه اوجی شکل و پرتاب‌کننده‌جامی و با استفاده از روش حجم سیال VOFو مدل تلاطمی RNG پرداخته شده است. بررسی تاثیر 4 بازشدگی 15، 30، 45، 100 درصد که به وسیله دریچه شعاعی اعمال گردید، نشان می‌دهد که افزایش بازشدگی‌ها سبب ایجاد روند افزایشی سرعت و عمق و پتانسیل کاویتاسیون بر روی سرریز می‌شود. همچنین در برخی از بازشدگی‌ها با دبی‌ پایین، به علت ایجاد دبی کمتر از دبی جارو شدن، امکان جمع‌شدگی جریان بر روی سرریز وجود داشته و اثرات هیدرولیکی ناشی از آن باید در نظر گرفته شود. همچنین مدلسازی جت پرتابی از پرتاب کننده‌ جامی شکل، نشانگر خطای پایین طول و حداکثر ارتفاع جت بوده و به این ترتیب استفاده از Flow-3D در پیش‌بینی حفاظت پایین‌دست پرتاب‌کننده‌جامی توصیه می‌گردد. همچنین دو رابطه در مورد ارتباط میزان طول جت پرتابی، حداکثر ارتفاع جت، دبی و میزان بازشدگی ارائه گردید.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

numerical simulation of overflow with effect of opening ratio gates on hydraulic of flow and jet trajectory

نویسنده [English]

  • mohammad kakeshpoor 1

چکیده [English]

Nowadays the importance of reservoirs management makes the use of gates on the spillways crucial .This causes the change in hydraulic flow over the spillway and the aim of this study is to explore some of these hydraulic changes. In this research by using Flow-3D and volume of fluid (VOF method) and k-ε (RNG) turbulence model , chute spillway with ogee crest and flip bucket has been simulated. Additionally investigation on the effects of 4 openings 15%, 30%, 45% and 100% which is done by radial gates. has shown that the increscent of openings causes increscent velocity, depth and cavitation potential on spillways. Also in some openings with low discharge, due to the formation of low discharge which is lower than sweep discharge, formation of flow aggregated on the spillway is possible and the hydraulic effects of this phenomena should be should be taking into consideration. Also by simulation of jet trajectory from the flip bucket, Results showed low error in length and maximum height of the trajectory. In conclusion, using Flow-3D for prediction of tail water preservation is highly recommended. Eventually, two correlation for the dependency of length of the trajectory, maximum height, flow discharge and opening gate ratio were presented.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Radial gates
  • turbulance model k-ε (RNG)
  • cavitation number
  • jet trajectory