بررسي عوامل موثر در هوادهي و نقش هواده ها در جلوگيري از كاويتاسيون در سرريز سدها

یكی از مسائل اساسی در طراحی شوتها و خروجی های تحتانی سدها، بررسی احتمال وقوع كاویتاسیون و راه های جلوگیری از آن می باشد . یكی از راه حل های مطرح در جلوگیری از وقوع كاویتاسیون استفاده از هواده ها می باشد. برای تعیین فاصله و محل قرارگیری مناسب هواده ها و بررسی روند ورود و خروج هوا به جریان، تجهیزات آزمایشگاهی دقیقی نیاز است كه هزینه بر و وقت گیر می باشد . امروزه دسترسی به كامپیوتر های مجهز و نرم افزارهایی كه اساس كار آنها دینامیك سیالات محاسباتی است موجب افزایش كاربرد شبیه سازی عددی در تحلیل جریان شده است. در این مطالعه به منظور شبیه سازی جریان از روی شوت و تعیین پارامتر غلظت هوا در كف شوت از نرم افزار FLOW-3D استفاده شده است. این نرم افزاراز روش حجم محدود (Finite Volume) برای حل معادلات میانگین رینولدزی ناویر - استوكس (RANS) استفاده می كند. سطح آزاد جریان در این مدل به روش حجم سیال (VOF) محاسبه می گردد . با استفاده ازاین نرم افزار، جریان بر روی شوت با شیب های مختلف و هد قابل تغییر تحلیل گردید. نتایج به دست آمده در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی از تطابق خوبی برخوردار می باشند. با تعیین منحنی تغییرات غلظت هوا در طول شوت، می توان نقاطی كه غلظت هوا كمتر از مقدار لازم برای جلوگیری از كاویتاسیون است را شناسایی كرده و نسبت به اصلاح آن از طریق افزایش ظرفیت هوادهی یا تعداد هواده ها اقدام نمود.