بررسی عددی آبشستگی پایین‌دست سرریزهای کلید پیانویی با استفاده از نرم‌افزار Flow-3D

نویسندگان

1 گروه آموزشی عمران-آب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 گروه آموزشی عمران-آب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

doi
10.22060/ceej.2024.22659.8019
چکیده

سرریزهای کلید پیانویی نوع جدیدی از سرریزها می ­باشند که برای بهبود ظرفیت تخلیه سدها طراحی می­ شوند. در این تحقیق با توجه به آزمایشگاهی بودن اکثر مطالعات صورت گرفته روی آبشستگی پایین­ دست سرریزهای کلید پیانویی به مطالعه عددی آبشستگی پایین­ دست سرریزهای کلید پیانویی با استفاده از نرم ­افزار Flow-3D پرداخته شده است. در این پژوهش شبیه‌سازی آبشستگی بستر پایین‌دست دو نوع سرریز کلید پیانویی ذوزنقه‌ای و مثلثی در شرایط هندسی و هیدرولیکی یکسان صورت گرفت. برای کالیبراسیون مدل از مطالعه­ ی آزمایشگاهی قدسیان و همکاران (2021) در شرایط انتقال رسوب استفاده شد، سپس  تعداد 18 شبیه ­سازی عددی برای آبشستگی پایین­ دست دو نوع سرریز کلید پیانویی ذوزنقه­ ای و مثلثی در شرایط تغییرات دبی و عمق پایاب صورت پذیرفت. تغییرات موضعی آبشستگی در سرریز کلید پیانویی ذوزنقه ­ای در عمق­ های پایاب 0/05، 0/075 و 0/1 متر و هر سه دبی 25، 35 و 45 لیتر بر ثانیه کمتر از سرریز کلید پیانویی مثلثی مشاهده شد. با افزایش 2 برابری عمق پایاب در سرریز ذوزنقه ­ای تا 29% و در سرریز مثلثی تا 26/6% از عمق آبشستگی کاسته می ­شود. همچنین با کاهش 44 درصدی دبی در یک عمق پایاب ثابت به ترتیب در سرریز ذوزنقه ­ای و مثلثی 40% و 37/4% کاهش در بیشینه عمق حفره آبشستگی مشاهده گردید. افزایش عمق پایاب موجب اتلاف انرژی جت­ های ریزشی از سرریز شده و با کاهش ظرفیت حمل رسوبات بستر توسط جریان آب، باعث کاهش بیشینه عمق آبشستگی در پایین­دست سرریز­های مورد نظر می ­شود.