دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 55 10 2023 12 22 Investigation Discharge Coefficient and Stage-discharge Equation for Broad-Crested Weirs Including the Effects of Sloping Crest and Upstream and Downstream ramps بررسی ضریب دبی جریان و رابطه دبی- اشل در سرریزهای لبه پهن حقیقی با ترکیب بندی مختلفی از تاثیر شیبدار کردن تاج، وجه بالادست و وجه پایین دست 1933 1956 5243 10.22060/ceej.2023.18920.6999 FA بهرام نورانی گروه مهندسی آب، دانشگاه تبریز، تبریز- ایران. 0000-0001-7921-050X هادی ارونقی گروه مهندسی آب، دانشگاه تبریز، تبریز- ایران. فرزین سلماسی گروه مهندسی آب، دانشگاه تبریز، تبریز- ایران. 0000-0002-1627-8598 Journal Article 2020 08 26 Weirs are one of the types of hydraulic structures in water projects that with different cross section have been widely used as flow measuring, controlling and regulating of upstream water surface for turnouts devices, in conveyance water canals or body of dams. In this study, the hydraulic characteristics of flow over broad-crested weirs including the effects of different configurations of sloping crest and upstream and downstream ramps using of finite volume method (FVM) by the ANSYS FLUENT software was investigated. Numerical simulations were validated by experimental results. The results showed that discharge coefficient (Cd) for the BCW-UR-PSC and BCW-UDR-NSC weirs are higher than the BCW-UDR-HC weir. The average increase of Cd in BCW-UDR-NSC respect to BCW-UDR-HC in such a way that θ=-4.76° and- 9.46° is 18% and 25%, while the average increase of Cd in the BCW-UDR-PSC respect to the BCW-UDR-HC for same condition (θ=+4.76° and+9.46°) is 10% and 18%. It was found that both of the BCW-UDR-NSC and BCW-UDR-PSC, the Cd increases with steeper of the crest slope (or increasing θ). Also, the results showed that for BCW-UDR-PSC, value of Cd is 0.35≤Cd≤.47, however for the BCW-UDR-NSC, values of Cd are between 0.42≤Cd≤0.48. This shows that the Cd is affected by the sloping of the crest in such a way that negative slope respect positive slope has more impact in this increase. The average increase of the Cd in BCW-UDR-NSC respect to the BCW-UDR-PSC is approximately 8%. سرریزها یکی از انواع سازه‌های هیدرولیکی در پروژه‌های آبی می‌باشند که با شکل‌ مقطع مختلف‌ به طور وسیع به منظور اهداف خاصی همچون اندازه‌گیری و کنترل جریان و تنظیم تراز سطح آب بالادست سازه جهت آبگیری در کانال‌های انتقال آب و بدنه سدها به کار گرفته می‌شوند. در این تحقیق خصوصیات هیدرولیکی جریان در سرریزهای لبه‌پهن با ترکیب‌بندی مختلف شیب‌ وجه بالادست و پایین‌دست در شرایط با و بدون شیب تاج به روش عددی و با به کارگیری نرم‌افزار ANSYS FLUENT که از روش حجم محدود استفاده می‌کند، بررسی گردید. نتایج مدل عددی در تحقیق حاضر با نتایج آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ضریب دبی در سرریزهای BCW-UDR-PSC و BCW-UDR-NSC بزرگتر از ضریب دبی در سرریز BCW-UDR-HC می‌باشد. متوسط افزایش در مقدار ضریب دبی در سرریز BCW-UDR-NSC نسبت به سرریز BCW-UDR-HC در شرایطی که زاویه شیب تاج 76/4 - و 46/9 - درجه به ترتیب %18 و %25، در حالی که این افزایش در سرریز BCW-UDR-PSC نسبت به سرریز BCW-UDR-HC در زاویه شیب تاج 76/4 + و 46/9 + به ترتیب %10 و %18 می‌باشد. همچنین نتایج نشان داد که برای سرریز BCW-UDR-PSC ضریب دبی در محدوده 47/0-35/0 است. این در حالی است که برای سرریز BCW-UDR-PSC ضریب دبی در محدوده 48/0-42/0 می‌باشد. این نشان می‌دهد که شیب‌دار کردن تاج تاثیر مثبتی در افزایش ضریب دبی داشته به طوری که این افزایش در تاج با شیب منفی بیشتر از تاج با شیب مثبت می‌باشد که متوسط این افزایش تقریبا 8% می باشد. https://ceej.aut.ac.ir/article_5243_b49d4455d64520060ac01fb5a3c757e4.pdf