ارائه مدل کامپیوتری شبیه ساز پروفیل سطح آب در سرریزهای جانبی تحت شرایط وجود پرش هیدرولیکی

یکی از انواع سرریزها که به منظور آبگیری به صورت گسترده از آن استفاده می شود، سریز جانبی است. این سازه هم چنین به عنوان سازه حفاظتی در بالادست سیفون های معکوس، سیل بندها، زیرگذر جاده و سرریز انتهایی برای تخلیه آب مازاد آبگیرهای بالادست، در انتهای کانال های اصلی قرار می گیرد. محل نصب سرریز جانبی در دیواره آبراهه یا کانال انتقال آب می باشد. اما با وجود کاربرد وسیع سرریزهای جانبی، حل کامل تحلیلی معادلات حاکم بر جریان سرریزهای جانبی وجود ندارد. از سوی دیگر، تاثیر روش های عددی در حل مسائلی که حل تحلیلی آنها بدون استفاده از فرضیات ساده کننده مشکل می-باشد، روشن و اثبات شده است. بر این اساس در این تحقیق یک مدل کامپیوتری تهیه شده است که پس از کالیبره شدن توسط مدل آزمایشگاهی، به کمک روش های عددی قادر به محاسبه و شبیه سازی پروفیل یک بعدی جریان در شرایط بدون پرش هیدرولیکی و وجود پرش هیدرولیکی در محدوده سرریز می-باشد. در این تحقیق برای نخستین بار معادله حاکم بر پرش هیدرولیکی در جریان متغیر مکانی اثبات و ارائه شده و به وسیله داده های آزمایشگاهی نیز مورد صحت سنجی قرار گرفته که نتایج این صحت سنجی نیز بسیار رضایت بخش بوده است. نتایج به دست آمده از مدل کامپیوتری شبیه ساز پروفیل سطح جریان در پرش هیدرولیکی متغیر مکانی که بر اساس فرمول جدید ارائه شده، معادلات دینامیکی جریان متغیر مکانی و حل عددی آنها به روش رانگ کوتای مرتبه 4 طراحی شده است، نشان می دهد این مدل به خوبی توانایی شبیه سازی پروفیل سطح آب در سرریز جانبی برای تمامی حالات را دارد. از توانایی های این نرم افزار آن است که می تواند دبی، عمق و عدد فرود را در هر مقطع دلخواه از کانال یا سرریز جانبی محاسبه نماید و در صورت وجود پرش هیدرولیکی متغیر مکانی، عمق اولیه و ثانویه، اعداد فرود ابتدایی و انتهایی پرش، محل وقوع پرش، طول پرش و میزان دبی خروجی در طول پرش را تعیین کند و نهایتا دبی خروجی از سرریز جانبی و پروفیل سطح آب را حساب نماید. در این تحقیق مشخص شد مقدار همگرایی معادله پرش هیدرولیکی متغیر مکانی که توسط کاربر تعیین می گردد، تاثیر بسیار چشم گیری در تخمین محل وقوع پرش هیدرولیکی متغیر مکانی و دیگر خصوصیات آن دارد که این موضوع نتایج تحقیقات قبادیان (1390) را کاملا تایید می نماید. هم چنین مطالعات آزمایشگاهی نشان داد پرش هیدرولیکی در جریان متغیر مکانی شکلی تقریباً ثابتی دارد که دارای نوساناتی در سطح خود می باشد و برای ارتفاع تاج ثابت، با افزایش دبی پروفیل سطح آب به سمت بالاتر نقل مکان می نماید. نهایتا در این تحقیق برای نخستین بار روشی به منظور تعیین پروفیل سطح آب برای پرش هیدرولیکی در جریان متغیر مکانی ارائه شد که روش سابرامانیای کالیبره شده نام دارد. مقایسه اعماق محاسبه شده به وسیله روش ارائه شده در این تحقیق با داده های آزمایشگاهی بسیار رضایت بخش است.