بررسی خصوصیات جریان در سرریز شوت سد گِلوَرد نکا با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی

در سال های اخیر با بالا رفتن استاندارد ایمنی سدها، علاقه مهندسین هیدرولیک به طراحی یک سیستم استهلاک انرژی اقتصادی و مطمئن در مجاری اصلی تخلیه سیلاب، افزایش یافته است. سرریز لبه آبریز و پرتاب کننده جامی شکل ازجمله پرکاربردترین سرریزها و مستهلک کننده های انرژی محسوب می شوند. این پژوهش با هدف مدل سازی و بررسی خصوصیات هیدرولیکی جریان روی شوت همگرا و پرتابه جامی شکل با شیب منفی در سد گِلوَرد نکا با استفاده از نرم افزار flow-3d و مقایسه نتایج حاصل از تغییر هندسه سرریز این سد نسبت به مدل اصلی انجام شد. مقایسه صحت سنجی مدل عددی با نتایج مدل فیزیکی نشان داد که مدل rng مناسب ترین مدل آشفتگی است. همچنین، در خصوص ابعاد سلول های محاسباتی، نتایج آنالیز حساسیت مشخص کرد که مش مربعی با ابعاد 6/0 مترمناسب ترین اندازه مش است. با توجه به نتایج حاصل از مدل سازی عددی، به علت بیشتر شدن سرعت جریان از 20 متر بر ثانیه در انتهای شوت و حداکثر فشار 70000- پاسکال در این ناحیه، پدیده کاویتاسیون قوس دایره ای انتهای شوت را تهدید می کند. از اینرو شیب و شعاع قوس تعدیل گردید و نتایج تحلیل عددی مجدداً بررسی شد.نتایج بیانگر آن بود که با کاهش شیب شوت، نقاط بحرانی پدیده کاویتاسیون از 3 به 1 نقطه کاهش یافت. همچنین تغییر شعاع قوس دایره ای، به طور قابل ملاحظه ای بر خصوصیات هیدرولیکی اثرگذار نبوده و فقط با افزایش شعاع، افزایش طول پرتاب 5 متری مشاهده گردید.