علوم آب و خاک

در این پژوهش به بررسی پارامترهای هیدرولیکی جریان روی فلوم‌های SMBF در دو حالت ساده و چندگانه پرداخته شده‌است. در این پژوهش به‌منظور شبیه‌سازی عددی فلوم SMBF از نرم افزار Flow3D استفاده شده‌است. شبیه‌سازی‌ها در سه دبی (5، 15 و 30 لیتر بر ثانیه) و سه میزان بازشدگی (0/075، 0/1 و 0/15 متر) انجام شده‌است. نتایج نشان داد که در زمان استفاده از فلوم‌های SMBF چندگانه به‌جای فلوم‌های SMBF ساده، سرعت بیشینه به‌طور میانگین در دبی 5 لیتر بر ثانیه 12 درصد، در دبی 15 لیتر بر ثانیه 19 درصد و در دبی 30 لیتر بر ثانیه 10 درصد افزایش ‌یافته‌است. استهلاک انرژی فلوم‌های SMBF چندگانه به‌طور میانگین در دبی 5 لیتر بر ثانیه 21 درصد، در دبی 15 لیتر بر ثانیه 66 درصد و در دبی 30 لیتر بر ثانیه 122 درصد در مقایسه با فلوم‌های SMBF ساده کاهش‌ یافته‌است. درنهایت مشاهدات نشان داد، در زمان بهره‌وری از فلوم‌های SMBF چندگانه در مقایسه با فلوم‌های SMBF ساده، وسعت گردابه‌ها کاهش ‌یافته و تعداد گردابه‌ها و ناحیه تلاطم جریان افزایش یافته‌است.

استفاده از پرتاب‌کننده‌های جامی و مثلثی با شکل‌های مختلف، به‌دلیل ایمنی و استهلاک بهتر انرژی برای محافظت از بستر پایین‌دست ابنیه‌های آبی و همچنین مزایای اقتصادی نسبت به سایر مستهلک‌کننده‌های انرژی بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. هدف این پژوهش بررسی افت انرژی جریان عبوری در سرریز جامی دندانه‌ای و مثلثی دندانه‌ای در شرایط آزمایشگاهی و عددی است. مدل‌سازی فیزیکی و عددی در یک فلوم مستطیلی به طول 9 متر، عرض 0/5 متر و ارتفاع 0/5 متر و سرریز جامی و مثلثی با دندانه با ابعاد مشخص مطابق استاندارد USBR در شدت‌جریان‌های مختلف در شرایط آزمایشگاهی و عددی استفاده شد. میزان افت انرژی در سرریز جامی دندانه‌ای 71/4 درصد و مثلثی دندانه‌ای 74/8 درصد در شرایط آزمایشگاهی به‌دست آمد که نشان داد سرریز مثلثی دندانه‌ای در زمینه اتلاف انرژی عملکرد مناسب‌تری نسبت به سرریز جامی دندانه‌ای دارد. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد، شکل هندسه سرریز و وجود دندانه در انتهای سازه عامل مهم و تأثیرگذاری در میزان اتلاف انرژی جریان‌های عبوری از سرریزهای جامی دندانه‌ای و مثلثی دندانه‌ای دارد که باعث شکسته و فشرده‌شدن بیشتر خطوط جریان عبوری و به‌تبع آن افزایش سرعت در لحظه پرتاب و درنهایت اتلاف نسبی انرژی بیشتر در پایین‌دست سازه می‌شود. پس از تعیین عملکرد بهتر سرریز مثلثی دندانه‌ای در اتلاف انرژی، به شبیه‌سازی عددی سرریز مثلثی دندانه‌ای به روش محاسبات عددی در نرم‌افزار Flow-3D پرداخته شد. نتایج تحلیل نشان داد که میزان اتلاف انرژی در سرریز مثلثی دندانه‌ای در محاسبات عددی 87/5 درصد بود که نشان‌دهنده همسو بودن و صحت آزمایش‌های انجام‌شده با شرایط آزمایشگاهی است.