مدل‏سازي عددي پارامترهاي مؤثر بر جريان از روي هواده سرريز‌ شوت و غلظت هوا در پايين‌دست آن

براي حفاظت سازه‌هاي هيدروليكي نظير سرريز‌ها، شوت‌ها و تخليه‏كننده‌هاي تحتاني در مقابل كاويتاسيون، به‏طور معمول مقداري هوا به جريان در نواحي با شاخص كاويتاسيون كمتر از مقدار بحراني، اضافه مي‌گردد. با استفاده از هوادهنده‌ها مي‌توان از فرسايش‌هاي ناشي از كاويتاسيون بر سطوح سرريز، جلوگيري نمود. معمولاً هوادهنده‌ها روي كف و گاهي بر ديواره‌هاي جانبي سرريز نصب و باعث جدايي جريان‌هاي با سرعت بالا از سطح سرريز شده و با وارد كردن مصنوعي هوا به جريان، از فرسايش در مرزهاي صلب جلوگيري مي‌كنند. بيشتر آزمايش‌هاي انجام شده ورود و خروج هوا بر غلظت متوسط هواي جريان متمركز بوده و نياز به اندازه‌گيري مقدار و نحوه خروج هوا از جريان مي‌باشد. لذا در تحقيق حاضر با استفاده از داده‌هاي آزمايشگاهي فيشر (2007) جهت شبيه‌سازي عددي جريان عبوري از هواده، به بررسي تغييرات غلظت هوا در طول بستر شوت پرداخته شده است. بدين منظور جهت مدل‌سازي جريان دوفازي هوا–آب از نرم‌افزار FLUENT استفاده شده و طول پرش جت جريان به عنوان عاملي مهم و تأثيرگذار در ورود هوا به جريان ملاك واسنجي قرار گرفته است. با توجه به اهميت نقطه برخورد جريان به بستر شوت، نقطه مذكور به عنوان مرجع محاسبات در رابطه قرار گرفت. به طور كلي نتايج نشان داد كه غلظت هواي بستر پايين‌دست هواده‌ها با افزايش عدد فرود، ارتفاع رمپ، ارتفاع پله و زاويه رمپ افزايش و با افزايش ارتفاع آب بالادست هواده، كاهش مي‌يابد و با افزايش شيب شوت ورود هوا به جريان افزايش يافته و تغييرات غلظت هوا كاهش مي‌يابد، لذا نياز به حضور هواده كمتر مي‌گردد.