油圧サイフォン余水路の入口と出口の速度の大きさとプロファイル

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私はサイフォン余水路を通る海水の水流に取り組んでいます。私の仕事は、洪水吐き口の前の位置で、流速とプロファイルを決定することです。

流れは余水路に入る
流れは余水路を出る

添付の問題の図を参照してください。

サイフォンを通る流れを計算するための基本的な式は次のとおりです

ここで：

Δ H = ξ \frac{v^{2}}{2 g}

$\Delta H = \xi \frac{v^2}{2g}$

=圧力ヘッド $\Delta H$

=総摩擦損失 $\xi$

v =流速

g =重力加速度

質問は次のとおりです。特定の圧力水頭、形状、および摩擦損失係数について、余水路（図面を参照）の前の位置での流れプロファイルと速度は何ですか？

この段階では、本格的なCFD分析は求めていません。

この問題への取り組み方についての助けはありがたいです。

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fluid-mechanics hydraulics

— Ruudc
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ξ

$\xi$

ξ

$\xi$

低速では（ヘッドの差が小さい）おそらくほとんど粘性損失であり、高速では慣性損失がおそらく支配的です。これを2D問題としてモデル化しようとしていますか？そうでない場合、幅はどのくらいですか？

— Rick

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ξ

$\xi$

ξ

$\xi$

ξ

$\xi$

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流出のケースは、ジェットが片側に閉じ込められていると見なすことができます。これにより、海側の合理的な分析ソリューションが得られます。

流入の場合はトリッキーですが、オリフィスの上流の流れ場に関するいくつかの研究を見つけることができるはずです。ベッドは流入を制限するので、それは少しユニークなケースです。ベッド/床が流入を制限しているオリフィスの取入口に関する研究を探してみてください。その場合、誰かが公開したフローフィールドだと思います。

— trees4me
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単純化として、パイプに流入する流れがほぼすべての方向からパイプに向かって均一に流れたと仮定します。つまり、流速が急速に低下し、それに伴うエネルギー損失はほとんどありません。

逆に、パイプから出る水は、ほぼ同じ速度で直進し続けると想定します。その場合、流れの運動エネルギーは、粘性および乱流の効果によって消散します。

もちろん、この流れのプロファイルは、途中に置かれた物体（タービンなど）の影響を受け、流速が低い場合、ジェットはかなり短い距離に拡散します。

より正確な分析が必要な場合は、ジェットダイナミクスを調べるか、シミュレーションを使用する必要があると思いますが、ジェットシミュレーションは乱流モデルの選択に敏感なので、モデルを検証してください。

— リック
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