بررسي پديده كاويتاسيون در سرريز سدها با استفاده از مدل عددي Flow 3D، مطالعه موردي سرريز سد شهيد مدني

Numerical Investigation of the cavitation phenomenon in dams spillways using Flow 3D model. Case Study of Shahid Madani Dam

در دهه هاي اخير و با پيشرفت تكنولوژي، احداث سدهاي مخزني و سازه هاي هيدروليكي جانبي گسترش قابل توجهي نموده و با روند افزايشي احداث سدهاي بلند و نياز به بالابردن ايمني سدها، توجه هرچه بيشتر مهندسين هيدروليك به مقوله طراحي اقتصادي و مطمئن اين سازه ها را مي طلبد. يكي از سازه هاي هيدروليكي كه نقش مهمي را در فراهم نمودن ايمني كافي سد به هنگام ورود سيلاب به داخل مخزن و تخليه آن به پايين دست سد ايفاء مي كند، سرريزها مي باشند.در سدها، براي عبور آب هاي اضافي به ويژه در مواقع سيلابي از ساختمان هيدروليكي به نام سرريز استفاده مي شود. پديده كاويتاسيون بزرگ ترين مشكل و خطري است كه ساختمان سرريز ها را تهديد مي كند. پديده كاويتاسيون در نقاطي از سازه كه در آن سرعت جريان آب زياد بوده و فشار جريان ممكن است تا حد فشار بخار اشباع كاهش يابد، به وجود مي آيد. در اين تحقيق ضمن تعريف و علل وقوع پديده كاويتاسيون، به عنوان مطالعه موردي، وقوع پديده كاويتاسيون بر روي سرريز سد شهيد مدني با استفاده از نرم افزار Flow 3D بررسي شد. نتايج شبيه سازي عددي نشان مي دهد كه به علت دقت بالا در محاسبات و همچنين توجيه اقتصادي آن، مي توان از نرم افزار Flow 3D براي پيش بيني عدد كاويتاسيون و مقايسه آن با عدد كاويتاسيون بحراني استفاده كرد.

In recent decades, with the advancement of technology, the construction of reservoir dams and lateral hydraulic structures has been expanded significantly. With the increasing trend of the construction of dams and the need to improve the safety of dams, the increasing attention of hydraulic engineers to the design of the economic and safety of this structure. Wants to. One of the hydraulic structures that play an important role in providing adequate dam safety when flood enters the reservoir and drains it down the dam is spillway. In dams, to transfer excess water to Particularly during a flood, a hydraulic structure is called spillway. The cavitation phenomenon is the biggest problem and a threat to the construction of spillways. The cavitation phenomenon occurs at the points of the structure where the flow rate of the water is high and the flow pressure may be reduced to saturation vapor pressure. In this research, while defining and causing the occurrence of a cavitation phenomenon, as a case study, the occurrence of a cavitation phenomenon on Shahid Madani Dam spillway was investigated using Flow 3D software. Numerical simulation results show that because of the high accuracy in the calculations and its economic justification, we can use Flow 3D software to predict the cavitation number and compare it with the critical cavitation number.