بررسی عددی تاثیر شیب و زاویه همگرایی دیواره در سرریز شوت بر تشکیل امواج سطحی ایستا با توجه به حالت جریان فوق بحرانی و به کمک نرم افزار Flow-۳D

تامین آب همواره از دغدغه های اساسی بشر در بخشهای مختلف مصرف کشاورزی، صنعتی و شهری) بوده است لذا مهار سیلابها و آبهای سطحی از طریق احداث سد از کارهای اساسی و زیربنایی محسوب می شود. سد سازه ای هیدرولیکی می باشد که در مقطع معینی از رودخانه به منظور تامین آب برای اهداف مختلف از جمله آبیاری زمین کشاورزی، آب آشامیدنی، تولید برق و ... ایجاد می شود. یکی از مهم ترین سازه های هیدرولیکی وابسته به سد، سرریز میباشد که وظیفه آن عبور دادن ایمن آبهای اضافی از بالادست به پایین دست سدها است، به گونه ای که به سد آسیبی نرسد. در اکثر مطالعات صورت گرفته بر روی سرریزهای شوت توجه خاصی به بررسی ترکیب تاثیر همگرایی دیواره های شوت و پایه های تاج سرریز بر جریان روی سرریز نشده است. از این لحاظ این بحث حائز اهمیت می باش. لذا نوآوری این تحقیق بررسی عددی تاثیر شیب و زاویه همگرایی دیواره در سرریز شوت بر تشکیل امواج سطحی ایستا با توجه به حالت جریان فوق بحرانی و به کمک نرم افزار Flow-۳D می باشد. نتایج نشان داد که افزایش سرعت جریان توسط شیب کف مجرا یا عدد فرود جریان نسبت ماکزیمم ارتفاع موج اول به عمق متوسط جریان را افزایش میدهد و محل تشکیل آن را به سمت پایین دست منتقل می کند؛ به عبارت دیگر ماکزیمم ارتفاع موج اول با سرعت جریان رابطه خطی دارد. همچنین با افزایش زاویه جمع شدگی دیواره های جانبی سرریز نسبت ماکزیمم ارتفاع موج دوم به عمق متوسط جریان افزایش و محل تشکیل آن به سمت بالادست انتقال می یابد که دلیل آن افزایش مقدار جمع شدگی دیواره های جانبی سرریز و برخورد موج گسترش یافته بعد از موج (اول در فاصله کم از انتهای پایه به دیواره ها می باشد. لذا با افزایش زاویه جمع شدگی میزان فشار دینامیکی وارده توسط موج دوم بر روی دیواره ها افزایش یافته و امکان تسری این موج به سازه های جانبی بیشتر میشود از این رو در طراحی مجاری سرریز این امر باید مورد توجه قرار گیرد تا از آشفتگی بیش از حد جریان جلوگیری شود. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش نسبت ماکزیمم ارتفاع موج دومبه عمق متوسط جریان به ازای تغییرات زاویه همگرایی دیواره های جانبی موج سوم به تبعیت از آن افزایش یافته و به سمت بالادست منتقل می شود.

Keywords:

بررسی عددی , سرریز شوت , شیب , موج , زاویه همگرایی دیواره