مقایسه رفتار سرریزهای اوجی و کلیدپیانویی تحت جریان های غیرماندگار

تحلیل جریان غیرماندگار در آستانه سرریزها، به جهت لزوم تعیین دقیق میزان دبی عبوری و ارتفاع تیغه آب بر روی آنها، بسیار حائز اهمیت است. به دلیل تفاوت در ماهیت جریانهای ماندگار و غیرماندگار و به علت تاثیر ترم های مختلف معادله سنت و نانت، منحنی اشل- دبی سرریزها تحت این نوع جریانها با یکدیگر متفاوت می­باشد. در این تحقیق جریان سه­بعدی سطح آزاد بر روی سرریزهای اوجی و کلید پیانویی تحت جریانهای ماندگار و غیرماندگار با استفاده از نرم افزار FLOW-۳D مدلسازی عددی شده و تاثیر انواع هیدروگرافهای ورودی به ازای پایه­های زمانی متعدد بررسی شد. بر اساس نتایج حاصله، منحنی واحد اشل-دبی در جریان ماندگار در شرایط غیرماندگار به صورت منحنی حلقوی تبدیل می­شود. در هر دو نوع سرریز هر چه پایه زمانی هیدروگراف بیشتر می­شود، منحنی اشل- دبی از حالت حلقوی خارج شده و به یک منحنی واحد سوق پیدا کرده و با افزایش زمان پایه هیدروگراف در نهایت بر منحنی اشل- دبی در حالت ماندگار منطبق می­گردد. در هر دو نوع سرریز مورد مطالعه اختلاف ارتفاع هد آب، به ازای دبی ثابت در هیدروگراف با زمان پایه کمتر یعنی هیدروگراف با شیب شاخه­های صعودی و نزولی بیشتر، بزرگتر است. مقادیر میانگین اختلاف ارتفاع تیغه آب به ازای دبی یکسان در منحنی حلقوی شکل دبی-اشل در سرریز اوجی به ازای هیدروگراف های با گام زمانی ۴ و ۱۰ و ۴۰ ثانیه به ترتیب ۰۲۳/۰ و۰۱۳/۰و ۰۰۸/۰ متر و برای سرریز کلید پیانویی به ترتیب ۰۲۴/۰ و ۰۱۹/۰ و ۰۰۹/۰ متر برآورد شده است. به عبارتی در هیدروگرافهای ورودی با شیب­های تندتر در آستانه سرریزهای واقع در کانالها و یا سرریزهای استفاده شده بصورت بند انحرافی، حتما جریان بایستی به صورت غیرماندگار تحلیل گردد. به ازای ارتفاع سرریز یکسان و هیدروگراف ورودی ثابت، تغییرات هد آب در سرریز کلید پیانویی  نسبت به سرریز اوجی بیشتر است.

کلیدواژه ها:

جریان غیرماندگار ، معادلات سنت و نانت ، سرریز اوجی ، سرریز کلیدپیانویی ، منحنی اشل-دبی