التحقيق العددي لتقدير معدل الجريان خلال النواظم

رسالة ماجستير

اسم الباحث : حامد احمد مهدي

اسم المشرف : أ.د حسام هادي علوان

الكلمات المفتاحية : Flow 3d CFD rigulator

الكلية : كلية الهندسة

الاختصاص : الهندسة المدنية

سنة نشر البحث : 2023

تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث

الخلاصة

في هذه الدراسة تم فحص حالتي الجريان عند الفتح الكلي والفتح الجزئي لبوابة الناظم. تم إجراء المحاكاة باستخدام برنامج التدفق ثلاثي الأبعاد، وتمت مقارنة النتائج مع المعادلات العامة والتجريبية لحساب التصريف من خلال قنواة المياه التي تم تناولها في بحث لبيد عام 1987.

من أهداف هذا البحث هي معرفة تأثير فتح البوابة وعرضها ورقم فرود على معدل التدفق، ودراسة العوامل البعدية وغيرالبعدية الأكثر تأثيراً على التفريغ، ومعايرة التصريف من التجارب المعملية مع التصريف المستخرج من برنامج CFD في برنامج FLOW-3D واستخراج معادلة حساب التصريف بناء على البيانات المتوفرة بسهولة في أقسام الموارد المائية.

استنادا إلى نتائج النمذجة من المعايرة، يمكن القول أن نهج CFD هو أداة مفيدة لنمذجة نمط التصريف في النواظم، وتم استخراج المعادلة الرئيسية، والتي أظهرت تقدير جيد بقيمة R2 = 0.756 و RMSE = 0.4872 مع MAE=0.412 التي يمكن استخدامها دون الحاجة إلى برامج أو أعمال ميدانية أو نماذج فيزيائيه، فقط القياسات الأولية التي يمكن الحصول عليها من دوائرالموارد المائية وتم التوصل إلى أن (H/Y) له التأثير الأكبر على معدل التدفق بنسبة 45.8%، يليه (B/Y) بنسبة 29.4%، وأخيراً (Fr) بنسبة 24.8%. تم استخدام ستة نماذج من المنظمات ذات الفتحة الواحدة أو ذات الفتحات المتعددة في تجارب المياه المخبرية و تمت معايرة هذه النماذج باستخدام بيانات دكتور لبيد في عام 1987 عن طريق حساب التصريف بناء على نتائج القياسات المختبرية

Numerical Investigation to Estimate Flow Rate through Regulators

Abstract
In this study, the two cases of flow at the total opening and partial opening of the regulator gate were examined. The simulation was conducted using three-dimensional flow software, and the results were compared with the general and empirical equations for calculating the discharge through the water facilities that were get at in Labeed’s 1987 research.
The objectives of this research is to knowing the effect of gate opening and width and Froude number on volume of flow rate, studying the dimensional and nondimensional factors most affecting the discharge, calibrate the discharge from laboratory experiments with the discharge extracted from a software CFD in FLOW-3D software and extracting an equation to calculate the discharge based on the available data in the water resources departments.
Based on the modeling outcomes from calibration, it may be said that the CFD approach is a useful tool for modelling the flow pattern in regulators, the main equation was extracted, which showed good aggrement with a value of R2=0.756 and RMSE=0.004872 with MAE=0.00412 without the need for softwares, field works, or models, only the initial measurements that can be obtained from state departments and it was concluded that (H/Y) has the most effect on the flow rate by 45.8%, followed by (B/Y) with a rate of 29.4%, and finally (Fr) with a rate of 24.8%. Six models of regulators with a single opening or with multiple opening were used in laboratory water experiments. These models were calibrated by using data from Labeed 1987 by calculating the discharge based on the results of laboratory measurements.