بررسي خصوصيات جريان در سرريز شوت سد گِلوَرد نكا با استفاده از ديناميك سيالات محاسباتي

در سال‌هاي اخير با بالا رفتن استاندارد ايمني سدها، علاقه مهندسين هيدروليك به طراحي يك سيستم استهلاك انرژي اقتصادي و مطمئن در مجاري اصلي تخليه سيلاب، افزايش‌يافته است. سرريز لبه‌آبريز و پرتاب‌كننده جامي‌شكل ازجمله پركاربردترين سرريزها و مستهلك كننده‌هاي انرژي محسوب مي‌شوند. اين پژوهش با هدف مدل‌سازي و بررسي خصوصيات هيدروليكي جريان روي شوت همگرا و پرتابه جامي‌شكل با شيب منفي در سد گِلوَرد نكا با استفاده از نرم‌افزار Flow3D و مقايسه نتايج حاصل از تغيير هندسه سرريز اين سد نسبت به مدل اصلي انجام شد. مقايسه صحت‌سنجي مدل عددي با نتايج مدل فيزيكي نشان داد كه مدل RNG مناسب‌ترين مدل آشفتگي است. همچنين، در خصوص ابعاد سلول‌هاي محاسباتي، نتايج آناليز حساسيت مشخص كرد كه مش مربعي با ابعاد 6/0 مترمناسب‌ترين اندازه مش است. با توجه به نتايج حاصل از مدل‌سازي عددي، به علت بيشتر شدن سرعت جريان از 20 متر بر ثانيه در انتهاي شوت و حداكثر فشار 70000 پاسكال در اين ناحيه، پديده كاويتاسيون قوس دايره‌اي انتهاي شوت را تهديد مي‌كند. از اينرو شيب و شعاع قوس تعديل گرديد و نتايج تحليل عددي مجدداً بررسي شد.نتايج بيانگر آن بود كه با كاهش شيب شوت، نقاط بحراني پديده كاويتاسيون از 3 به 1 نقطه كاهش يافت. همچنين تغيير شعاع قوس دايره‌اي، به‌طور قابل‌ملاحظه‌اي بر خصوصيات هيدروليكي اثرگذار نبوده و فقط با افزايش شعاع، افزايش طول پرتاب 5 متري مشاهده گرديد.