سرریزهای آزاد به عنوان خروجی سدها مورد استفاده فراوان دارند. این سازه ها باعث ایجاد جتهایی با سرعت بالا می شوند که دارای انرژی تخریبی بسیار قابل توجهی برای فرسایش و تخریب پی و تکیه گاههای سد می باشند. اگر این انرژی به میزان کافی مستهلک نشود با ایجاد فرسایش ممکن است پایداری سد را به خطر انداخته و موجب بروز مشکلات امنیت سازه ای گردد. حوضچه های استغراق یکی از انواع سازه های مستهلک کننده انرژی جت های ریزشی درپایین دست سدها می باشند که با تشکیل بالشتکی از آب در هنگام سقوط جت به داخل حوضچه و ایجاد جریان آشفته نوسانی، انرژی مازاد جریان را مستهلک می کنند، که این امر با پدیدار شدن فشارهای هیدرودینامیکی قابل توجهی به کف و دیواره های حوضچه همراه می باشد. با توجه به آنکه در تعیین عمق آبشستگی (در حوضچه طبیعی) و همچنین طراحی دال کف و دیواره (در حوضچه مصنوعی) فشارهای هیدرودینامیک از عوامل موثر می باشد، بررسی رفتار جت در حوضچه استغراق بسیار حایز اهمیت است. بدین منظور در این تحقیق از طریق دینامیک سیالات محاسباتی در قالب روش حجم محدود بکار رفته در نرم افزار فلوئنت، میدان جریان در حوضچه استغراق با حل معادلات پیوستگی و ناویراستوکس شبیه سازی شده و جهت محاسبه سطح آزاد از مدل حجم سیال (vof) شامل جریان دو فازی آب و هوا استفاده گردیده است. همچنین برای در نظر گرفتن آشفتگیهای جریان مدل k-? بکار گرفته شده است. پارامترهای جریان از قبیل پروفیل میدان جریان، سرعت و فشار ناشی از برخورد جت های دایره ای تحت اثر عواملی چون دبی، ابعاد نازل دایره ای و عمق آب در حوضچه، مورد بررسی قرار گرفته است. بدین ترتیب توزیع فشار وارد بر کف و ضریب فشار دینامیکی میانگین برای حالتهای مختلف به دست می آید که نشان دهنده افزایش فشار با کاهش عمق حوضچه و افزایش قطر جت ریزشی است. برای تایید نتایج مدل عددی، این نتایج با نتایج حاصل از مدل آزمایشگاهی حوضچه استغراق مقایسه شده اند که بیانگر دقت خوب مدل عددی است.

در سالهای اخیر به علت کمبود سوختهای فسیلی و در نتیجه افزایش قیمت آن ها و همچنین آلودگی های زیست محیطی مربوط به این نوع سوخت ها، استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر به طور قابل توجهی افزایش یافته است. هم چنین با توجه به منافع فنی و اقتصادی در استفاده از منابع انرژی پراکنده، این منابع نقش مهمی را در بازار برق ایفا می کنند. با توجه به ظرفیت کم منابع انرژی پراکنده و هم چنین ماهیت غیرقابل پیش بینی در تولید منابع انرژی تجدیدپذیر مانند منابع بادی و خورشیدی، بهره برداری از این منابع به عنوان واحد مستقل با مشکل مواجه شده است. نیروگاه های مجازی، سیستم های مدیریت انرژی غیرمتمرکزی هستند که با جمع آوری ظرفیت منابع انرژی پراکنده شامل واحدهای تولید پراکنده، ذخیره سازها و بارهای قابل قطع به عنوان یک واحد مستقل در بازار برق شرکت می کنند. در این پایان نامه نیروگاه های مجازی با جمع آوری منابع تولید پراکنده، از این منابع برای شرکت در بازار خرده فروشی برق و کمک به تأمین تقاضای پیش بینی شده شبکه توزیع استفاده می نمایند. هدف این پایان نامه، قیمت گذاری بهینه انرژی تولیدی نیروگاه های مجازی برای انعقاد قراردادهای دوجانبه بلندمدت با شرکت توزیع می باشد. در این راستا دو حالت مختلف در نظر گرفته می شود؛ در حالت اول هیچ رقابتی بین نیروگاه های مجازی برای پیشنهاد قیمت به شرکت توزیع و مشارکت در تأمین بار وجود ندارد. در این حالت، مجموع سود نیروگاه های مجازی بهینه می شود و نیروگاه های مجازی با توجه به قیمت بازار انرژی در پست های بالادست، قیمت پیشنهادی خود را به شرکت توزیع ارائه می کنند. در حالت دوم با استفاده از نظریه بازی، رقابت بین نیروگاه های مجازی مدل می شود. در این حالت، عمل بهینه سازی برای تمامی نیروگاه ها به صورت جداگانه انجام گرفته و ملاک پیشنهاد قیمت هر نیروگاه مجازی، قیمت بازار انرژی در پست های بالادست و هم چنین قیمت های پیشنهاد شده نیروگاه های مجازی همسایه می باشد. در هر دو حالت، شرکت توزیع به عنوان تنها مالک و بهره بردار شبکه توزیع، قیمت انرژی پیشنهادی نیروگاه های مجازی را با سود به دست آمده از بهره برداری از این نیروگاه ها مورد ارزیابی قرار داده و در مورد مقدار و زمانی که باید از واحدهای تولید پراکنده این نیروگاه ها بهره برداری کند، تصمیم گیری می نماید.