تحلیل عددی هیدرولیک جریان در سیستم کالورت-سرریز تاج‌دایره‌ای همراه با دریچه
الموضوعات :دنیا حیدری 1 , الهام ایزدی نیا 2
1 - دانشجوی کارشناسی ارشد،گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران.
2 - استادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید اشرفی اصفهانی، اصفهان، ایران.
الکلمات المفتاحية: سرریز دایره‌ای, دینامیک سیالات محاسباتی(CFD), کالورت- سرریز ترکیبی, هیدرولیک جریان, شبیه‌سازی عددی,
ملخص المقالة :
سرریزها نقشی حیاتی در پروژه‌های مهندسی آب دارند و به مدیریت جریان‌های سطحی کمک می‌کنند. یکی از انواع پرکاربرد این سازه‌ها، سرریز با تاج‌دایره‌ای است که به دلیل طراحی ساده و توانایی بالا در عبور جریان، در بسیاری از پروژه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این پژوهش، هدف اصلی بررسی ویژگی‌های هیدرولیکی جریان در سیستم کالورت- سرریز با تاج‌دایره‌ای و تحلیل تأثیر پارامترهای کلیدی مانند شعاع تاج و بازشدگی دریچه بر ضریب دبی است. به این منظور، پروفیل‌های سرعت، سطح آب، و سایر پارامترهای جریان به عنوان متغیرهای اصلی تحلیل شده‌اند. مدل‌های مختلف سیستم کالورت- سرریز با تاج‌دایره‌ای در نرم‌افزار گمبیت طراحی و شبکه‌بندی شده و سپس به نرم‌افزار فلوئنت منتقل شده‌اند تا شبیه‌سازی‌های دقیق دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) صورت گیرد. در این مطالعه، ضریب دبی تاج سرریز، دریچه، و کل سازه سرریز برای مقادیر مختلف بار آبی و پارامترهای متغیر محاسبه و مقایسه شده است. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که ضریب دبی تاج سرریز در حضور دریچه بیشتر از حالت بدون دریچه بوده و با کاهش شعاع تاج و افزایش بازشدگی دریچه، ضریب دبی افزایش می‌یابد. همچنین، مقایسه نتایج شبیه‌سازی‌های عددی با داده‌های آزمایشگاهی معتبر نشان‌دهنده مطابقت قابل‌قبول و دقت بالای مدل‌سازی عددی است. این تحقیق تلاش دارد تا با ارائه داده‌های دقیق و تحلیل‌های کاربردی، راهکارهایی برای بهبود طراحی و عملکرد سازه‌های آبی ترکیبی ارائه دهد
Bagheri, S., & Heydarpour, M. (2010). Application of Euler equations in determining the discharge coefficient of circular crest spillways. Iranian Journal of Water and Soil Research, 40(1)67-73. (In Persian)
Beigi Poor, G., & Bina, M. (2005). Hydraulic flow in circular and cylindrical crested weirs. 5th Iranian Hydraulic Conference, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran, 1-8.
Bhajantri, M.R., Eldho, T.I., & Deolalikar, P.B. (2006). Hydrodynamic modelling of flow over a spillway using a two-dimensional finite volume-based numerical model. Sadhana, 31(6), 743-754. https://doi.org/10.1007/BF02716893
Ghobadian, R., Farmani Fard, M., & Karami, A. (2012). Effect of crest roughness and body on discharge coefficient and hydraulic conditions of flow in circular crested weirs using a physical model. Journal of Soil and Water Scienc-es, 22(1), 1-8.
Izadinia, E., & Heidari, D. (2023). Flow simulation in a combined culvert-circular crown spillway structure, 22nd Iranian Hydraulic Conference, Maragha. https://civilica.com/doc/1963858
Izadinia, E., & Heidari, D. (2022). Flow simulation in a combined structure of culvert and circular crown spillway, 21st National Conference of Iranian Hydraulics, Ahvaz. https://civilica.com/doc/1694896
Negm, A.M., Al-Brahim, A.M., & Alhamid, A.A. (2002). Combined-free flow over weirs and below gates. Journal of Hydraulic Research, 40(3), 359-365. https://doi.org/10.1080/00221680209499950
Ramamurthy, A.S., & Vo, N.D. (1993). Characteristics of circular crested weir. Journal of Hydraulic Engineering, 119(9), 1055–1062.
Samani, J., & Mazaheri, M. (2009). Combined flow over weir and under gate. Journal of Hydraulic Engineering, 135(3), 224–227. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(2009)135:3(224)
Schmocker, L., Halldórsdóttir, B., & Hager, W. (2011). Effect of weir face angles on circular-crested weir flow. Jour-nal of Hydraulic Engineering, 137(6), 637–643. https://doi.org/10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0000346
Severi, A., Masoudian, M., Kordi, E., & Roettcher, K. (2014). Discharge coefficient of combined-free over-under flow on a cylindrical weir-gate. ISH Journal of Hydraulic Engineering. 42-52. https://doi.org/10.1080/09715010.2014.939503
