شبيه سازي جريان در سرريزهاي استوانه اي با استفاده از مدل Fluent و مقايسه نتايج با مدل فيزيكي

Simulation of Flow Over Cylindrical Weirs Using Fluent Model and Comparison with Experimental Data

سرريز استوانه اي يكي از انواع سرريزهاي لبه پهن بوده، كه بدليل الگوي جريان پايدار و سهولت عبور اجسام معلق داراي كاربرد گسترده اي مي باشد. در تحقيق حاضر وضعيت جريان بر روي پنج مدل فيزيكي سرريز استوانه اي مورد آزمون قرار گرفت و تاثير پارامترهاي قطر سرريز، بار هيدروليكي در بالادست و فشار منفي روي سطح سرريز بر روي مشخصه هاي جريان بررسي شد. همچنين جريان بر روي سرريز استوانه اي با استفاده از مدل Fluent و كاربرد مدل آشفتگي شبيه سازي و نتايج آن با مدل فيزيكي مورد مقايسه قرار گرفت. نتايج حاصل نشان داد كه ضريب دبي با افزايش بار كل آب در بالادست و افزايش فشار منفي بر روي سطح سرريز، افزايش مي يابد. همچنين ميانگين خطاي نسبي مدل Fluent در شبيه سازي عمق آب بالادست سرريز 914/0 درصد، عمق آب بر روي سرريز 39/1 درصد و ضريب دبي جريان 172/4 درصد بدست آمد. تطابق خوبي بين مدل Fluent و مدل فيزيكي در بررسي مشخصه هاي هيدروليكي جريان در سرريزهاي استوانه اي حاصل شد.

Cylindrical weir is one of the broad-crested weirs used extensively due to steady state flow pattern and free passing of suspended materials over it. In this study, flow conditions over five physical models of cylindrical weir were tested and the effects of parameters such as weir diameter, hydraulic head at the upstream side and negative pressure on the weir were investigated. The flow was also simulated using k-eturbulence model by Fluent software and the results were compared with those from the physical model There was a rise in coefficient of discharge when the total head of flow and negative pressure over the weir were increased. The average relative errors of Fluent software in simulation of upstream flow depth, depth of flow over the weir and coefficient of discharge were 0.914%, 1.39% and 4.172%, respectively. By considering the hydraulic properties of flow over the cylindrical weir, a good agreement between the results of Fluent software and physical model was confirmed.