Simulation Analysis of Combined Flow over and under Semi-Cylindrical Structure

الملخص

يمكن للتدفق المشترك الناتج عن وضع منشأ نصف أسطواني يرتفع عن قعر القناة من حل مشكلة المواد المعلقة وترسبها. ويقلل الشكل شبه الأسطواني من انحناء خطوط التيار مما تنعكس ايجابيا على أدائه. لدراسة كيفية أداء هذا الشكل من المنشآت، تم إجراء التجارب ثم محاكاتها. تم اختبار اربعة نماذج المختبرية مختلفة الأقطار وضعت على أربعة ارتفاعات عن قعر النقنات لتشكيل فتحات بوابة.  وقد تم انشاء نفس الهياكل المادية في البرمجيات التجارية، FLOW-3D®، واستخدام نموذج الاضطراب RNG k- ε.  تم التحقق من صحة اداء النموذج بواسطة المقارنة بين سطح الحر للماء وكذلك التصريف. تشير نواتج المحاكاة إلى أن منطقة فصل بين خطوط التيار المتجوهة نحوالهدار تبتعد عن جسم المنشآت كلما صغرالقطر وقلت فتحة البوابة، كما أن سمك الماء المتوجه نحو الهدار مرتبط ايضا بمقدار التصريف القادم. يميل موقع منطقة الفصل إلى الانخفاض نحو القعرعندما يكون هناك زيادة في التدفق القادم، حيث تصبح عند نصف العمق الكلي عندما يتساوى التصريف الخارج من البوابة ومن الهدار. يظهر الهدار في هذا النظام أداء أفضل من الهدار التقليدي بنسبة 33٪ على الأقل، في حين أن تدفق البوابة أقل من التدفق الحر لنفس العمق الكلي للماء وبنسبة 70٪ إلى 90٪.  ضمن حدود هذا العمل، تم اقتراح نموذجين رياضيين للتنبؤ بمعامِل التفريغ للهدار والبوابة على كل على انفراد، بالإضافة إلى نموذج للتنبؤ بالتصريف النسبي للهدار إلى البوابة، كما اقترح نموذج رياضي واحد للتصريف الكلي عديم البعد.