مطاﻟﻌﻪ ﻋﺪدي و آزﻣﺎﯾﺸﮕﺎﻫﯽ ﺗﺎﺛﯿﺮ اﻟﻤﺎن ﻫﺎي ﮔﻮه اي ﺷﮑﻞ ﺑﺮﺿﺮﯾﺐ زﺑﺮي و اﺳﺘﻬﻼك اﻧﺮژي روي ﺳﺮرﯾﺰ ﭘﻠﮑﺎﻧﯽ

در سرريز پلكاني، پله ها با فراهم كردن يك بستر زبر مصنوعي انرژي جريان را بيش از انواع ديگر سرريزها مستهلك مي‌كند كه اين امر موجب كاهش زمان و هزينه ساخت سد شده و توانسته است توجه مهندسان طراح را به سوي اين نوع از سرريزها جلب كند. اما آنچه در اين نوع از سريزها حائز اهميت است، افزايش اثر پله ها در ميزان استهلاك انرژي است. به همين دليل هدف از تحقيق حاضر، بررسي افزودن المان‌هاي گوه‌اي شكل روي پله‌ها و تاثير آن بر تغييرات ضريب زبري دارسي، ارتفاع آب پايين دست سرريز و در نتيجه استهلاك انرژي روي سرريز پلكاني است. در اين راستا ابتدا چندين شكل از المان‌هاي گوه‌اي شكل با چيدمان‌هاي متفاوت با استفاده از نرم افزار Flow-3D شبيه‌سازي شده و سپس با مقايسه نتايج، مدل مناسب ازجنبه بيشترين استهلاك انرژي در آزمايشگاه ساخته و مورد مطالعه قرار گرفته است. آزمايشات بر روي 5 مدل فيزيكي، با تغيير در چيدمان گوه ها و ميزان دبي انجام گرديد و نتايج با سرريز پلكاني ساده مورد مقايسه قرارگرفت. نتايج عددي و آزمايشگاهي نشان مي‌دهد كه افزودن المان‌ها بر روي سرريز پلكاني، ضريب زبري دارسي را افزايش داده و موجب كاهش ارتفاع آب در پايين دست سرريز و درنتيجه افزايش چشمگير استهلاك انرژي مي‌شود. با كاهش فاصله بين المان‌هاي گوه اي، استهلاك انرژي بطرز چشمگيرتري افزايش مي يابد. همچنين روابطي براي زبري ( (f و نسبت عمق بحراني به زبري پله (yc/k ) بدست آمده است كه دقت بالاي اين روابط (R2= 0.9-0.98) بيانگر وابستگي قابل توجه مقدار زبري ( (f به زبري پله ( (k مي باشد.