تحلیل عددی تأثیر هندسه مجرا بر هوادهی جریان در تخلیه‌کننده تحتانی سد

تخلیه‌کننده تحتانی در سدهای بلند به دلایلی از جمله کنترل آبگیری اولیه، تخلیه رسوبات مخزن، رهاسازی آب جهت آبیاری، و کاهش تراز مخزن برای تعمیر و نگهداری ساخته می‌شود. به علت وجود جریان با سرعت زیاد در قسمت تحت فشار مجرا که در سدهای بلند به ازای بار آبی مخزن سد ایجاد می‌شود، احتمال وقوع کاویتاسیون خصوصاً در اطراف دریچه در این سازه بسیار زیاد است. لذا هوادهی جریان جزء لاینفک جریان در این مجاری محسوب می‌شود که توجهات بسیاری را معطوف خود ساخته است. در مطالعه حاضر مدل 1 به 10 تخلیه‌کننده تحتانی سد جگین به صورت عددی مدل گردیده و نتایج آن با نتایج حاصل از مدل آزمایشگاهی ساخته شده در مؤسسه تحقیقات آب وزارت نیرو با همان مقیاس مورد تأیید قرار گرفته است. برای بررسی تأثیر هندسه مجرا بر هوادهی جریان، مدل‌های عددی مشابه با مدل اولیه، ولی با ارتفاع متفاوت شبیه‌سازی شد. نتایج نشان‌دهنده تأثیر بسزای ارتفاع مجرا بر هوای ورودی از هواده و توزیع غلظت هوا در عمق می‌باشد. در حالت ثابت نگه داشتن عرض مجرا با افزایش نسبت عمق به عرض مجرا تا حد مشخصی، میزان هوای ورودی از هواده افزایش و پس از آن کاهش می‌یابد. غلظت در عمق نیز با افزایش نسبت عمق به عرض مجرا افزایش می‌یابد. بر اساس مطالعات انجام گرفته از نقطه نظر هیدرولیکی محدوده 5/1 الی 2 برای نسبت عمق به عرض، محدوده مناسبی است و سایر نسبت‌ها بر روی کاهش هوادهی و ضریب  مؤثر است.