بررسي تاثير تيغه هاي گرداب شكن 45 درجه برضريب تخليه سرريز نيلوفري با استفاده از مدل FLOW-3D

Effect of Vortex Breaker Blades 45 Degree on Discharge Coefficient of Morning Glory Spillway Using Flow-3D

ايجاد گردابه ها در دهانه ي ورودي سرريزهاي نيلوفري مي تواند باعث كاهش ضريب دبي و كارايي نامناسب سرريز گردد. بنابراين استفاده از تيغه هاي گرداب شكن باعث كاهش اين گردابه ها شده و كارايي سرريز را افزايش مي دهد. در اين تحقيق هدف، مدل سازي عددي جريان عبوري از سرريز نيلوفري و بررسي تاثير تيغه هاي گرداب شكن در جريان سرريز نيلوفري به كمك مدل رياضي FLOW-3D مي باشد. بنابراين در اين تحقيق مدل سازي سرريز در حالت با و بدون تيغه ها ( 3، 4 و 6 تيغه با زاويه 45 درجه) انجام شد. كليه مدل ها در دبي هاي مختلف با استفاده از مدل آشفتگي اصلاح شده ي k-e تحت عنوان k-e RNGاجرا و با نتايج آزمايشگاهي مقايسه شدند. نتايج نشان داد كه در سرريز نيلوفري به طور كلي با كاهش ارتفاع آب روي سرريز در حدود 25 درصد، ضريب دبي به ميزان 42 درصد افزايش مي يابد. در بين سه آرايش تيغه هاي گرداب شكن، آرايش شش تايي داراي نتايج مطلوب تري نسبت به حالت هاي ديگر است و همچنين بيشترين تاثير را در كاهش ارتفاع آب دارد. مقايسه نتايج با مدل شاهد نشان مي دهد كه با افزودن شش تيغه، در محدوده 0/1-0 ارتفاع نسبي آب، ضريب دبي به ميزان حدود 40 درصد افزايش يافته استو در محدوده0/1-0/2 ارتفاع نسبي آب، ضريب دبي به ميزان حدود 57 درصد افزايش يافته است.

The discharge coefficient of morning glory spillway is decreased with eddies created by vortex at the inlet part of weir. However, a series of specific blades can reduce vortices which result in the spillway efficiency is increased. Hence, in this research numerical modeling of installed breaker blade on morning glory spillway was evaluated using Flow-3D model. To achieve these purposes, morning glory spillway was modeled without and with blades 3, 4 and 6 blades at 45 degree angle. To simulate the turbulence fluctuations, the modified k-e model (RNG k-e) was used and its results were compared to the experimental data. Results showed that by installing blades, the discharge coefficient increases up to 42 percent with 25 percent decreasing in the upstream water level. Moreover, among the three different arrangements of blades, the six-blade model was found to have more satisfactory results than other models. In comparison to control model, for H/D between 0 to 0.1 and 0.1 to 0.2 the discharge coefficient has been increased 40 and 57 percent for six-blade arrangement, respectively.