بررسي عددي جريان در سرريزهاي پلكاني و مقايسه با نتايج آزمايشگاهي

سرريزهاي پلكاني كاربردهاي زيادي در ساختمان سدها، مهندسي رودخانه و حفاظت خاك دارند. استهلاك انرژي جريان عبوري از روي چنين سازه­اي به ­علت وجود پله­هاي متعدد زياد بوده و در نتيجه هزينه­هاي ساخت حوضچه­هاي آرامش كاهش مي­يابد. از سوي ديگر، امروزه مدل­هاي عددي، روش­هاي جديدي براي تجزيه وتحليل جريان هستند. از اهداف اين پژوهش نيز بررسي عددي عبور جريان از روي سرريز پلكاني و محاسبه افت انرژي ناشي از آن هست. همچنين در اين تحقيق تغييرات بردارهاي سرعت و تنش برشي و فشار در حين عبور از هر پله موردبررسي و مقايسه قرار گرفته است. براي اين منظور مدل­ فيزيكي از سرريز پلكاني با نسبت شيب 1:2 (افقي : عمودي) ساخته شده و با 10 دبي مختلف مورد آزمايش قرار گرفته است. شبيه ­سازي عددي نيز با استفاده از نرم­افزار فلوئنت و مدل آشفتگي RNG k-ε ، تحت شرايط مذكور انجام گرفته و نتايج حاصل از مدل عددي با داده­هاي آزمايشگاهي مورد مقايسه قرار گرفته است. نتايج حاصل از اين تحقيق نشان ­داد كه مدل عددي با خطايي حدود 3% تطابق خوبي با مدل فيزيكي دارد و مي­توان به نتايج حاصل از آن در پيش­بيني جريان­هاي چرخشي و پيچيده در سرريزهاي پلكاني اعتماد نمود.