نام پژوهشگر: سعید شایان سرشت

بررسی مشخصه های هیدرولیکی جریان در سرریز سدهای بلند با توجه ویژه به کاویتاسیون
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه ارومیه - دانشکده فنی 1392
  سعید شایان سرشت   محمد مناف پور

سرریزها به عنوان یکی از مهم ترین سازه های هیدرولیکی وابسته سدها، نقش انتقال سیلاب ورودی به مخزن سد با ایمنی کافی به پایین دست را ایفاء می کنند. یکی از دلایل عمده شکست سدها طراحی نامناسب سرریز و بروز اشکال در عملکرد آن می باشد. در سرریز سدهای بلند به دلیل سرعت بالای جریان امکان بروز پدیده کاویتاسیون وجود دارد. در سرعت های بالای جریان وجود هرگونه نامنظمی در کف و دیواره سرریز باعث می گردد که جریان از جداره سرریز جدا شده و به علت کاهش فشار از حد فشار بخار آب، حباب های کاویتاسیون تشکیل شده و تخریب در جداره را به دنبال داشته باشد. هواده های شوت جزء اجزای متداول سرریزهای با هد بالا بوده که برای وارد کردن هوا به داخل جریان جهت جلوگیری از خسارت کاویتاسیون به کار برده می شوند. در این مطالعه جریان سه بعدی عبوری از سرریز سد گاوشان به صورت عددی و توسط نرم افزار fluent مدلسازی شده است. جهت مدل کردن آشفتگی از روش rng و برای شبیه سازی سطح آزاد جریان و تعیین سطح مشترک آب و هوا از روش چندفازی vof استفاده شده است. تاثیر فقدان و نصب سازه هواده بر روی تنداب سرریز و تعیین مشخصه های هیدرولیکی جریان دوفازی آب و هوا و تغییرات مقادیر غلظت های هوای جریان در نزدیکی کف سرریز برای دبی های 600، 950 و 1350 متر مکعب بر ثانیه مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر آن تاثیر مسدود بودن سازه هواده بر مقادیر غلظت های هوای موجود در کف برای دبی بیشینه لحاظ شده است. مقایسه نتایج مدل عددی و مدل آزمایشگاهی بیانگر دقت مناسب مدل عددی در پیش بینی الگوی سه بعدی جریان دوفازی می باشد. در نبود سازه هواده اندیس کاویتاسیون از مقدار بحرانی کمتر بوده و نیازمند نصب هواده بر روی تنداب می باشد. با افزایش دبی جریان آب سرریز، سرعت و حجم هوای ورودی از هواده افزایش می یابد. این در حالیست که ضریب هوادهی در دبی کمینه سرریز دارای بیشترین مقدار بوده و بیانگر افزایش غلظت هوا در کف با کاهش دبی سرریز می باشد. همچنین در صورت مسدود شدن سازه هواده، هوادهی تنها از طریق سطح آشفته بالایی جریان با اتمسفر صورت گرفته و میزان غلظت هوا در کف در این حالت کمترین مقدار می باشد.