Geniş başlıklı savaklarda sayısal modellemeler ile elde edilen debi katsayısının incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada geniş başlıklı savak akımı, sayısal olarak modellenmiş ve sayısal model bulguları daha önce yapılmış deneysel çalışmalar ile karşılaştırılmıştır. Farklı ağ yapıları kullanılarak yapılan karşılaştırılmalar sonucu en uygun ağ aralığı seçilerek, FLOW-3D paket programında farklı ölçülerdeki savaklar k-ε ve RNG türbülans yaklaşım modellerine göre 2 boyutlu olarak modellenmiştir. Keskin, uzun ve geniş başlıklı savaklar için su yüzü profilleri en uygun ağ yapısı ve türbülans yaklaşım modelleri kullanılarak elde edilmiştir. Üç farklı şekilde (Keskin, uzun ve geniş başlıklı) gruplandırılan savaklarda, Cdtahmin ve Qtahmin değerleri hesaplanmıştır. Sayısal model bulguları sonucunda elde edilen veriler ile yeni Cd debi katsayısı formülleri önerilmiş ve literatürde verilenlerle karşılaştırılmıştır.Keskin ve geniş başlıklı savaklarda, k-ε ve RNG türbülans yaklaşım modelleri kullanılarak elde edilen yeni formüllerin literatürdekilere nazaran deney sonuçlarına daha yakın Cd debi katsayısı değerleri verdiği belirlenmiştir. Ayrıca Cd debi katsayısı için kullanılacak genel formüller üretilmiştir.Anahtar Kelimeler: Geniş Başlıklı Savak, Cd Debi Katsayısı, FLOW-3D, k-ε Türbülans Yaklaşım Modeli, RNG Türbülans Yaklaşım Modeli

In this study, the broad crested weir flow was modeled numerically and the numerical model findings were compared with previous experimental studies. As a result of comparisons made using different mesh structures, the most suitable mesh range was selected and weir of different sizes were modeled in 2D according to the k-ε and RNG turbulence approach models in the FLOW-3D package program. For sharp, long and broad crested weirs, surface profiles were obtained by using the most appropriate mesh structure and turbulence approach models.In weirs grouped in three different ways (sharp, long and broad crested), Cdestimate and Qestimate values were calculated. The new Cd flow coefficient formulas are proposed with the data obtained as a result of the numerical model findings and compared with those given in the literature.It has been determined that the new formulas obtained by using k-ε and RNG turbulence approximation models in sharp and broad crested weirs give Cd flow coefficient values closer to the experiment results compared to those in the literature. In addition, general formulas to be used for Cd flow coefficient were produced.Keywords: Broad Crested Weir, Cd Flow Coefficient, FLOW-3D, k-ε Turbulance Approximation Model, RNG Turbulance Approximation Model