مدل سازی سه بعدی سرریز اوجی آزاد به منظور بررسی پارامترهای هیدرولیکی جریان بر روی آن و نیز وقوع پدیده کاویتاسیون (مطالعه موردی سد نمرود)

کاویتاسیون پدیده ای بسیار مهم در سازه های هیدرولیکی از جمله سرریز سدها می باشد. کاویتاسیون زمانی به وقوع می پیونددکه فشار موجود بر روی سازه سرریز از فشار بخار کمتر باشد. این پدیده تا کنون در سدهای بسیاری در نقاط مختلف دنیا باعث ایجاد خسارت شده است. از جمله پارامترهای مهم دخیل در وقوع این پدیده می توان به سرعت جریان ، فشار جریان ، مقاومت مصالح شکیل دهنده سازه سرریز و میزان هوادهی موجود درجریان عبوری از سرریز اشاره کرد. با توجه به اینکه ساخت مدل های فیزیکی در آزمایشگاه هزینه های زیادی دارد، بهتر است تحلیل پدیده کاویتاسیون در ابتدا با استفاده از مدل های ریاضی صورت گیرد. در این مطالعه با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و شبیه سازی جریان توسط نرم افزار Flow 3D به بررسی خصوصیات جریان آب در سرریز اوجی آزاد یک سد پرداخته شده و نتایج حاصل از مدل شبیه سازی با نتایج سرعت، پروفیل سطح آب و در نهایت شاخص کاویتاسیون حاصل از مدل آزمایشگاهی مقایسه شده است. نتایج تحقیق نشان میدهد که نرم افزار Flow-3D توانایی بالایی در مدل کردن جریان از روی سرریز اوجی دارد و با آنالیز این مدل میتوان به ماهیت جریان روی سرریز پی برد. همچنین مشاهده ی مقادیر شاخص کاویتاسیون نشان میدهد که احتمال وقوع پدیده ی کاویتاسیون در دبیهای بیشتر محتملتر است.

کلیدواژه ها:

کاویتاسیون ، دینامیک سیالات محاسباتی ، flow-3d ، سد نمرود ، سرریز