EVALUATING FLOW 3D'S ACCURACY IN PREDICTING HYDRAULIC CHARACTERISTICS OF CIRCULAR SPILLWAYS

Document Type : Original Article

Authors

Civil Engineering Department, Faculty of Engineering, Al-Azhar University, Cairo, Egypt

Abstract

Spillways are among the most important hydraulic structures and have the greatest impact on flood control systems. Circular spillways are often used in narrow valleys and with earth dams. Previous studies have focused on this type of spillway due to its sensitivity and importance. One of the most crucial elements affecting a circular spillway's performance is its discharge coefficient. This coefficient gauge shows how effectively a spillway can move water over a range of dimensions. In this research, we established a physical model in the Irrigation and Hydraulics Laboratory. Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Al-Azhar University, Cairo. Twenty laboratory experiments were conducted and their measurements were taken and compared with the results obtained from the numerical model that was generated by Flow 3D software. The purpose of the comparison is to validate the numerical model, which can be used to predict the hydraulic characteristics of circular spillways in the future based on the results, It was clear that the numerical model is highly efficient, with an average error rate of no more than 10% in calculating the water height above the spillway crest and no more than 12% in measuring the discharge coefficient. So, the numerical simulation in the flow 3D software is capable of simulating flow over a circular spillway.
 
المفيضات الدائرية هي من بين أهم المنشآت الهيدروليكية ولها تأثير كبير على أنظمة مواجهة الفيضانات. وتستخدم غالبًا االمفيضات الدائرية في الأودية الضيقة ومع السدود الترابية. ركزت الدراسات السابقة على هذا النوع من السدود بسبب حساسيته وأهميته. ومن بين العناصر الأكثر حساسية التي تؤثر على أداء المفيضات الدائرية هو معامل التصريف. يقيس هذا المعامل فعالية المفيض لنقل المياه عبر مجموعة من الأبعاد. في هذا البحث، أنشأنا نموذجًا فيزيائيًا في مختبر الري والهيدروليكا، قسم الهندسة المدنية، كلية الهندسة، جامعة الأزهر، القاهرة. تم إجراء عشرين تجربة في المختبر وتم قياس قياساتها ومقارنتها بالنتائج التي تم الحصول عليها من النموذج العددي الذي تم إنشاؤه بواسطة برنامج (Flow 3D). الهدف من المقارنة هو التحقق من صحة النموذج العددي، الذي يمكن استخدامه لتوقع الخصائص الهيدروليكية للمفيضات الدائرية في المستقبل. استنادًا إلى النتائج، أصبح من الواضح أن النموذج العددي فعال للغاية، بمعدل خطأ متوسط لا يتجاوز 10٪ في حساب ارتفاع الماء فوق قمة المفيض ولا يتجاوز 12٪ في قياس معامل التصريف. لذلك، فإن المحاكاة العددية في برنامج Flow 3D قادرة على محاكاة تدفق الماء عبر السدود الدائرية.

Keywords

Files

Share

How to cite

Statistics