تأثير هندسه مقاطع ميله‌ها در عملكرد آبگير كفي با استفاده از مدل عددي

آبگيرهاي كفي با توجه به‌سادگي اجرا و هزينه به نسبت كم، كاربردهاي وسيعي در انحراف آب براي نيروگاه‌هاي كوچك برقابي، صنعت و كشاورزي در رودخانه‌هاي كوهستاني دارند. يك مدل رياضي واسنجي شده با مدل فيزيكي، امكان تعيين برخي از پارامترها را كه در مدل فيزيكي قابل اندازه‌گيري نيستند و يا ابزار مناسب اندازه‌گيري در دسترس نيست فراهم مي‌كند. در پژوهش حاضر از مدل سه‌بعدي Flow-3D براي شبيه‌سازي عملكرد آبگير كفي يك نمونه آزمايشگاهي استفاده ‌شد. نتيجه واسنجي دبي استحصال شده، در مدل عددي در خصوص ارتفاع زبري (0.002 ميلي‌متر) و مدل آشفتگي (RNG k-ε) منجر به ضريب همبستگي 0.98 بين نتايج عددي و مشاهدات شد. پس از واسنجي مدل عددي‏، ميزان آبگذري، پروفيل سرعت، پروفيل فشار و شيوه خروج آب از آبگير براي هشت نوع مقطع عرضي جديد كف مشبك با يكديگر مقايسه شدند. در نهايت، مقاطع عرضي ميله با هندسه دايره‌‌اي، لوزي و تركيب دايره و لوزي از لحاظ عملكرد، كارايي و اجرايي بودن با يكديگر مقايسه شدند. نتايج نشان داد آبگذري در ميله‌هاي با مقطع بالا مثلثي و پايين دايره‌اي بيشتر بوده؛ اما در مقاطع بالا دايره‌اي و پايين مثلثي، توزيع سرعت در طول ميله يكنواخت‌تر است.