بررسی خصوصیات جریان در سرریز شوت سد گِلوَرد نکا با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی

در سال‌های اخیر با بالا رفتن استاندارد ایمنی سدها، علاقه مهندسین هیدرولیک به طراحی یک سیستم استهلاک انرژی اقتصادی و مطمئن در مجاری اصلی تخلیه سیلاب، افزایش‌یافته است. سرریز لبه‌آبریز و پرتاب‌کننده جامی‌شکل ازجمله پرکاربردترین سرریزها و مستهلک کننده‌های انرژی محسوب می‌شوند. این پژوهش با هدف مدل‌سازی و بررسی خصوصیات هیدرولیکی جریان روی شوت همگرا و پرتابه جامی‌شکل با شیب منفی در سد گِلوَرد نکا با استفاده از نرم‌افزار Flow-3D و مقایسه نتایج حاصل از تغییر هندسه سرریز این سد نسبت به مدل اصلی انجام شد. مقایسه صحت‌سنجی مدل عددی با نتایج مدل فیزیکی نشان داد که مدل RNG مناسب‌ترین مدل آشفتگی است. همچنین، در خصوص ابعاد سلول‌های محاسباتی، نتایج آنالیز حساسیت مشخص کرد که مش مربعی با ابعاد 6/0 مترمناسب‌ترین اندازه مش است. با توجه به نتایج حاصل از مدل‌سازی عددی، به علت بیشتر شدن سرعت جریان از 20 متر بر ثانیه در انتهای شوت و حداکثر فشار 70000- پاسکال در این ناحیه، پدیده کاویتاسیون قوس دایره‌ای انتهای شوت را تهدید می‌کند. از اینرو شیب و شعاع قوس تعدیل گردید و نتایج تحلیل عددی مجدداً بررسی شد.نتایج بیانگر آن بود که با کاهش شیب شوت، نقاط بحرانی پدیده کاویتاسیون از 3 به 1 نقطه کاهش یافت. همچنین تغییر شعاع قوس دایره‌ای، به‌طور قابل‌ملاحظه‌ای بر خصوصیات هیدرولیکی اثرگذار نبوده و فقط با افزایش شعاع، افزایش طول پرتاب 5 متری مشاهده گردید.