کاهش هزینه طرح ، داشتن کنترل بر روی آب پایین دست و کاهش بیشینه سیلاب خروجی از فواید بهره گرفتن از سرریز های دریچه دار می باشد. علی رغم اهمیت موضوع کمبود مطالعاتی در زمینه بررسی وضعیت فشار موجود بر روی پروفیل بتنی سرریز بعد از دریچه نیمه باز مشاهده گردید. از این رو در تحقیق حاضر، سعی شده با استفاده از مدل عددی، به بررسی بیشتر این موضوع پرداخته شود. جهت نیل به این هدف، در ابتدا نرم افزارهای عددی موجود با قابلیت های مدلسازی متفاوت، مورد بررسی قرار گرفتند که در این میان نرم افزار flow -3d جهت مدلسازی انتخاب گردیده است. در مرحله بعد، صحت کاربری نرم افزار توسط دو مدل آزمایشگاهی سرریز دریچه دار تحت فشار و سرریز آزاد سنجیده شده است. پس از صحت سنجی، با قرار دادن دریچه قطاعی در حالت های مختلف بازشدگی و در تراز های مختلف آب مخزن بر روی سرریز سد گتوند علیا توزیع فشار بر روی منحنی اوجی سرریز بررسی شده است. مشاهده شد که در صورت بازشدگی یکسان دریچه، هر چه تراز آب موجود در مخزن بیشتر باشد مقدار فشار در نزدیکی تاج افزایش یافته و در ادامه مسیر به سمت پایین دست کاهش می یابد. همچنین دیده شد که در حالتی که تراز آب در مخزن ثابت باشد، با بازشدگی بیشتر دریچه از فشار بر روی قسمت های ابتدایی اوجی کاسته شده و در حرکت به سمت پایین دست بر فشار روی سرریز افزوده می شود. در گام بعدی، وضعیتی که در آن کمترین فشار پس از بازشدگی دریچه رخ داده است، انتخاب گردید و تغییراتی بر روی پروفیل سریز اعمال شد. این تغییرات شامل تعویض معادله و نوع پروفیل بتنی موجود در بخش های بالادست و پائین دست تاج با پروفیل های استاندارد می باشد. پس از اعمال این تغییرات و بررسی توزیع فشار روی سرریز این نتیجه حاصل شد که در حالتی که پروفیل بتنی بالادست تاج سرریز دریچه دار تعویض شود، تأثیری بر روی فشار قسمت اوجی نخواهد داشت. در ادامه با تغییر منحنی قسمت اوجی هر چه شیب منحنی بیشتر باشد، فشار در قسمت های ابتدایی اوجی کمتر و در انتهای اوجی بیشتر خواهد بود.

حضور المانهای زبر در غالب کاربردهای مهندسی و اهمیت آشنایی الگوی جریان پیرامون این المانها، انگیزه اصلی بررسی ساختارهای جریان در مجاورت بستر زبر می باشد. بررسی جریان امروزه به کمک تکنیکهای قدرتمند در دینامیک سیالات محاسباتی و با بهره گیری از روشهای عددی با دقت بالا در مقایسه با روشهای آزمایشگاهی پرهزینه، مورد توجه قرار گرفته ا ست. هدف از این رساله، مطالعه ماهیت جریان روی بسترهای زبر در کانالهای روباز می باشد. بدین منظور یک کد عددی سه بعدی حجم محدود با شبکه لاگرانژی - اولری مجزا و مختصات منطبق بر جسم توسعه داده شده است. این کد با بکارگیری تکنیک گردابه بزرگ جریان به همراه توابع جداره قادر به ارائه ساختارهای ریز جریان در حضور زبریها می باشد. استفاده از روش گسسته سازی با مرتبه دقت بالا و همچنین قابلیت تعبیه شبکه بندی متغیر در عمق در این کد، امکان مدلسازی شرایط جریان پیچیده را با تعداد گره های محاسباتی کمتر و در عین حال دقت بیشتر فراهم نموده است. به کمک این کد، سه نوع زبری کروی، مثلثی و مربعی در شرایط چیدمان مختلف (که سه رژیم جریان نوع d، نوع k و بینابین را ایجاد می کند) و نسبتهای استغراق جریان متفاوت، شبیه سازی شده است. در کلیه حالتها، نتایج مربوط به مولفه های میانگین و نوسانی شامل توزیع سرعت میانگین در عمق، پروفیل لگاریتمی سرعت، شدت آشفتگی، تنش برشی رینولدز، انرژی جنبشی آشفتگی و تولید آشفتگی روی تاج و در حدفاصل بین المانها ارائه شده است. نتایج نشانگر شکلگیری لایه برشی در نزدیکی تاج المان بوده که حضور نقطه عطف در پروفیل سرعت، حداکثر شدت آشفتگی، انرژی جنبشی آشفتگی و تولید در این محل اتفاق می افتد. بیشینه اثرات زبری و مقاومت جریان نیز برای رژیم جریان بینابین اتفاق می افتد. همچنین نتایج بیانگر این مطلب بود که با کاهش تراکم المانهای زبر، هر دو اثر چیدمان و نسبت استغراق مهم می باشند. در مجموع، انطباق قابل قبول نتایج عددی استخراج شده با داده های آزمایشگاهی مرجع مورد مطالعه، قابلیت کد توسعه داده شده و روشهای عددی بکاررفته در آنرا نشان می دهد.