مدل سازی عددی سرریز کلید پیانویی و بررسی عملکرد پارامترهای هندسی

سرریزها از بخش های بسیار مهم سدها بوده و در کنترل ظرفیت عبور سیلاب و تأمین ایمنی سدها نقش اساسی دارند. توانایی سرریزها در عبور آب مازاد مخزن سد در بالا بردن ظرفیت مخازن سدها نقش اساسی دارد. با توجه به نیاز روزافزون به منابع آب طراحی سرریزهای جدید با قدرت عبور دهی بالا بسیار مهم است. سرریز کلید پیانویی ازجمله سرریزهایی هستند که عملکرد مناسبی در تخلیه آب دارند. مدل های فیزیکی متعددی از این نوع سرریز ساخته شده و مورد مطالعات آزمایشگاهی قرارگرفته است. به دلیل شکل پیچیده وجدید این سرریز هنوز روابط دقیقی برای طراحی ارائه نشده است. مدل های عددی از این سرریز با نرم افزاردینامیک سیالات محاسباتی flow-3d اجرا گردیده و مبتنی بر آن عملکرد برخی از پارامتر های هندسی بررسی و تأثیرگذاری آن با توجه به ضریب دبی مطالعه شده است. در این تحقیق یک الگوی طراحی که برای بهبود عملکردسرریز توسط لمپریر در سال 2009 ارائه شده، مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین برای افزایش قدرت گذر دهی سرریز اثر اضافه شدن دیواره بر روی تاج سرریز نیز مورد آزمایش قرار گرفته است که استفاده از این الگو آثار مثبتی بر افزایش ضریب گذردهی دبی داشته است. نتایج مدل سازی ها نشان داد با استفاده از الگوی لمپریر 2009 می توان ضریب گذردهی دبی را افزایش داد که این افزایش در هد های بالا تا 40% نیز می رسد. همچنین در بررسی استفاده از دیواره در چند حالت مشخص گردید اثر دیواره بر روی بخش های مختلف سرریز متفاوت بوده و در قسمت دهانه خروجی سرریز این اثر بسیار مناسب بوده در حالی که در دهانه ورودی قرار گیری دیواره تاثیر محسوسی ندارد و حتی در بعضی حالات شاهد اثر منفی هستیم. با توجه به این موضوع یک ایده جدید از دیواره بر روی سرریز با عنوان دیواره مایل مطرح شد و مورد آزمایش قرار گرفت که نتایج مثبتی داشته و می تواند در تحقیقات آینده توسعه یابد.