Wielkość i profile prędkości i syfonu przelewu syfonu hydraulicznego

Pracuję nad hydraulicznym przepływem wody morskiej przez przelew syfonowy. Moim zadaniem jest określenie w miejscu przed przelewem prędkości przepływu i profilu, kiedy

1. Przepływ wpływa do przelewu
2. Przepływ opuszcza przelew

Zobacz załączony rysunek problemu.

Teraz podstawową formułą obliczania przepływu przez syfon jest

$\Delta H$ = wysokość ciśnienia

$\xi$ = całkowite straty tarcia

v = prędkość przepływu

g = przyspieszenie grawitacyjne

Pytanie brzmi: jaki jest profil przepływu i prędkość w miejscu przed przelewem (patrz rysunek) dla danej wysokości ciśnienia, geometrii i współczynnika strat tarcia?

Należy pamiętać, że na tym etapie nie szukam pełnej analizy CFD.

Dziękujemy za pomoc w rozwiązaniu tego problemu.

.

Przypadek wypływu można rozważyć, zakładając strumień ograniczony z jednej strony. To powinno dać rozsądne rozwiązanie analityczne po stronie oceanu.

Przypadek napływu jest trudniejszy, ale powinieneś być w stanie znaleźć badania nad polami przepływu przed kryzą. Łóżko ogranicza dopływ, więc jest to wyjątkowy przypadek. Spróbuj poszukać badań dotyczących spożycia kryzy z łóżkiem / podłogą ograniczającymi dopływ. Myślę, że ktoś opublikował pola przepływu dla tej sprawy.

Dla uproszczenia przyjmuję, że przepływ do rury płynął w większości w kierunku równomiernym w kierunku rury ze wszystkich kierunków, co oznacza, że ​​prędkość przepływu gwałtownie spadałaby i wiązała się z nią bardzo mała strata energii.

Odwrotnie, założyłbym, że woda wychodząca z rury prawie nadal płynie prosto z tą samą prędkością, energia kinetyczna w przepływie byłaby wówczas rozpraszana przez efekty lepkie i turbulentne.

Oczywiście na ten profil przepływu miałyby wpływ dowolne obiekty (takie jak turbiny) umieszczone na drodze, a przy niskich prędkościach strumień rozproszyłby się na znacznie krótszej odległości.

Jeśli szukasz dokładniejszej analizy, myślę, że musisz przyjrzeć się dynamice strumienia lub po prostu użyć symulacji, chociaż symulacje strumienia są wrażliwe na wybór modelu turbulentnego, więc sprawdź poprawność modelu.