بررسی عددی ارتباط عمق و سرعت جریان با تغییر شیب سرریز پلکانی

یکی از روش های کاستن انرژی آب در صنعت سد سازی ، استفاده از سازههای مستهلک کننده مانند سرریز پلکانی است . در این پژوهش سرریز پلکانی سد سیاه بیشه با استفاده از نرم افزار Flow-۳D مدلسازی شد و پس از انتخاب مدلهای آشفتگی مختلف ، با انجام سعی و خطا مدل K-ε با اندازه مش ۴/۰ ×۴/۰×۴/۰ برای مدلسازی مورد استفاده قرار گرفت . جهت اعتبارسنجی مدل فیزیکی ، مقادیر عمق و سرعت اندازه گیری شده جریان در مدل مذکور برای کلیه دبی های اندازه گیری شده در مدل فیزیکی ، با مقادیر حاصل از نتایج محاسبه شده توسط مدل Flow-۳D در همان نقاط مورد مقایسه قرار گرفت که حداکثر خطای پارامترهای سرعت و عمق درمحدوده ۴ تا ۶ درصدی قرار گرفت . همچنین با توجه به سدهای اجرا شده در کشور، بررسی روند ارتباط تغییرات سرعت و عمق جریان در شیب های پلکان ۱:۱ تا ۴:۱ با مدلسازی انجام گردید. بررسی ها نشان داد با افزایش شیب پلکان سرعت جریان افزایش یافته و همچنین سرعت با افزایش نسبت x/B (طول به عرض سریز) نیز افزایش می یابد که این امر می تواند سبب ساز فرسایش در سازه به خصوص در قسمتهای انتهایی گردد. به طور کلی عمق جریان نیز با افزایش شیب و افزایش نسبت x/B کاهش می یابد. بررسی ها در خصوص تاثیر دبی مشخص نمود افزایش دبی بر روی الگوی تغییرات سرعت و عمق ، با شیب پلکان بی تاثیر بوده و این الگو مستقل از تغییرات دبی می باشد.