بررسي عددي شرايط هيدروليكي جريان در مستهلك‌كننده‌هاي جامي و تأثير نوع جريان ورودي و شكل هندسي بر آن

يكي از روش هاي كاستن انرژي آب در صنعت سد سازي، استفاده از سازه‌هاي مستهلك كننده مانند پرتاب كننده‌هاي جامي شكل است. در اين پژوهش رفتار جريان آب در جام سد آزاد با استفاده از نرم‌افزار Flow-3D با در نظر گرفتن عدم اختلاط آب و هوا مدل‌سازي شد و پس از انتخاب مدل‌هاي آشفتگي مختلف، مدل k-ε با خطاي پارامترهاي فشار، سرعت و عمق به ترتيب 1.52، 1.5 و 1.58 درصد انتخاب گرديد و پس از آن اعداد فرود 2 تا 7 در مقطع ورودي به جام ايجاد گرديد. نتايج مربوطه با نسبت‌هاي بي‌بعد عدد فرود و x/r در مركز و كناره‌ها مقايسه شده كه سرعت در طول جام به‌طوركلي روندي افزايشي كمي داشته و در انتهاي آن به حداكثر خود مي‌رسد و با افزايش اعداد فرود روندي معكوس دارد، عمق در طول تقريباً ثابت بوده و در انتها به حداقل خود مي‌رسد و با افزايش عدد فرود كاهش مي‌يابد. فشار در طول جام روندي كاهشي داشته و با افزايش عدد فرود كاهش مي‌يابد. محدوده اعداد فرود ماقبل نهايي ورودي به پرتاب‌كننده (كه تنداب قادر است توليد نمايد) نقطه عطف تغيير شرايط هيدروليكي جريان است كه اين مهم بايد در طراحي اين سازه مدنظر قرار گيرد. نهايتاً مي‌توان گفت كه آسيب-پذيرترين منطقه پرتاب‌كننده محدوده 0/3 x/r 0/1 (محدوده برگشت رو به بالاي سازه) در اعداد فرود بالا است كه به دليل كاهش فشار هم از نظر احتمال وقوع كاويتاسيون و هم از نظر افزايش سرعت‌ها محدوده بحراني سازه است. همچنين ميزان آسيب‌پذيري سازه در كناره‌ها نسبت به قسمت مياني بيشتر است.