بررسی تعیین میزان آبگذاری دریچه تحتانی سدها با استفاده از مدل ریاضی (مطالعه موردی سد البرز با استفاده از نرم افزار فلوئنت)

دریچه های تحتانی برای کنترل تراز آب پشت سد و از همه مهم تر کنترل سیلاب با تخلیه مناسب آب موجود در پشت سد می باشند. در صورتی که دریچه تحتانی، آب پشت سد در هنگام سیل(پرآبی) را به اندازه مورد نظر تخلیه نکند، این امر باعث شکست سد می گردد. در این تحقیق با توجه به نیاز به دقت بالای تولید سطح میدان محاسباتی، از نرم افزار گمبیت استفاده شده و از نرم افزار فلوئنت درحل مسائل هیدرولیکی، آنالیز و تحلیل میزان دبی عبوری از دریچه تحتانی و فشار موجود در سرریز نیلوفری سد البرز استفاده شده است. طبق اطلاعات بدست آمده از آب منطقه¬ای استان مازندران، دبی دریچه تحتانی این سد 75 متر مکعب بر ثانیه می¬باشد که دبی بدست آمده از طریق این نرم افزار در حدود 74 متر مکعب بر ثانیه می¬باشد. در مدل حاضر شرط مرزی"فشار خروجی" در خروجی مدل عددی به کار گرفته شده است. ارتفاع آب پایین دست و قطر هیدرولیکی به عنوان ورودی در این مرز وارد شده است. در مرز فوقانی فاز هوا، شرط مرزی تقارن در نظر گرفته شده است. با این فرض، تنش برشی و شار تمام کمیت¬ها در این سطح برابر با صفر در نظر گرفته می-شود. با توجه به نتایج حاصل از مدل سازی مشاهده می¬شود، از ابتدای شفت سرریز نیلوفری هر چه به انتهای آن نزدیکتر می¬شویم فشار دینامیکی وارده بر شفت در نقطه مورد نظر کاهش می-یابد. بطوریکه در ابتدای آن فشار دینامیکی وارده برابر 17/70 متر در حالیکه در انتهای شفت مقدار آن به 15 متر می¬رسد. کمترین مقدار میانگین درصد خطای حاصل از مقایسه نتایج عددی با نتایج مشاهداتی، 0/67 درصد بدست آمد. در بخش بعدی ، به بررسی مستقل عددی پارامترهای دیگر از قبیل نرخ افت آشفتگی و انرژی جنبشی آشفتگی در مقاطع مختلف شفت، لزجت آشفتگی، مقاطع طولی سرعت و جریان¬های ثانویه ایجاد شده پرداخته شده است. با توجه به نتایج حاصل مشاهده می شود هرچه از ابتدای شفت فاصله گرفته و به انتهای آن نزدیکتر می شویم از مقدار نرخ آشفتگی کاسته می شود. بطوریکه مقدار این پارامتر در ابتدای شفت از مقدار 6/23 به مقدار 0/2 در انتهای شفت کاهش می¬یابد و هرچه از ابتدای شفت فاصله می¬گیریم و به انتهای آن نزدیکتر می شویم از مقدار انرژی جنبشی آشفتگی کاسته می¬شود؛ بطوریکه مقدار این پارامتر در ابتدای شفت از مقدار 1/88 به مقدار 0/36 در انتهای شفت کاهش می¬یابد. مقایسه نتایج حاصله از شبیه سازی عددی صورت گرفته با اطلاعات مشاهداتی انطباق خوبی را نشان می-دهد.