فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

سرریزهای پلکانی به‌عنوان یکی از کارآمدترین سازه‌های هیدرولیکی برای استهلاک انرژی جریان، نقش مهمی در کاهش انرژی مخرب آب خروجی از مخازن سدها دارند. این سازه‌ها با بهره‌گیری از ویژگی‌های هندسی خود، به استهلاک جریان‌های آشفته و فوق‌بحرانی کمک می‌کنند. در این پژوهش، باهدف افزایش کارایی سرریزهای پلکانی در استهلاک انرژی، تأثیر ایجاد روزنه‌هایی بر روی پله‌های سرریز بررسی شده است. از نرم‌افزار FLOW-3D  برای شبیه‌سازی عددی استفاده شد و دقت مدل با شاخص‌های آماری ارزیابی شد. نتایج شبیه‌سازی‌ها حاکی از آن است که مدل آشفتگی RNG بادقت بالایی قادر به شبیه‌سازی جریان‌های آشفته بر روی سرریزهای پلکانی است (96/0R2= ) ایجاد روزنه‌ها در کف پله‌ها نسبت به دیواره‌ها، استهلاک انرژی بیشتری ایجاد می‌کند. خروج جریان از روزنه‌های کف پلکان باعث برخورد جت آب به جریان عبوری از سرریز و کاهش بیشتر انرژی می‌شود. در مقابل، روزنه‌های دیواره‌ای به دلیل هم‌جهت بودن با جریان سرریز، افت انرژی کمتری ایجاد می‌کنند. همچنین، افزایش تعداد روزنه‌ها به بهبود عملکرد سرریز منجر شد. به‌طور مشخص، ایجاد سه روزنه در کف سرریز توانست افت انرژی را نسبت به حالت بدون روزنه (شاهد)، ۱۶ درصد افزایش دهد. علاوه بر این ایجاد سه روزنه در کف دبی بیشتری را از سرریز عبور می‌دهد و عمق اولیه پرش هیدرولیکی در پایین‌دست سرریز را ۴۰ درصد افزایش داد. این نتایج نشان‌دهنده اثربخشی استفاده از روزنه‌ها به‌عنوان یک روش کارآمد برای بهبود عملکرد سرریزهای پلکانی در مدیریت جریان‌های خروجی از سدها است.