مقایسه رفتار سرریزهای اوجی و کلیدپیانویی تحت جریان‌های 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 ترم‌های مختلف معادله سنت و نانت، منحنی اشل- دبی سرریزها تحت این نوع جریانها با یکدیگر متفاوت می باشد. در این تحقیق جریان سه بعدی سطح آزاد بر روی سرریزهای اوجی و کلید پیانویی تحت جریانهای ماندگار و غیرماندگار با استفاده از نرم‌افزار flow-3d مدلسازی عددی شده و تاثیر انواع هیدروگرافهای ورودی به ازای پایه های زمانی متعدد بررسی شد. بر اساس نتایج حاصله، منحنی واحد اشل-دبی در جریان ماندگار در شرایط غیرماندگار به صورت منحنی حلقوی تبدیل می شود. در هر دو نوع سرریز هر چه پایه زمانی هیدروگراف بیشتر می شود، 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 می گردد. 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 شاخه های 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 4 و 10 و 40 ثانیه به ترتیب 0.023 و0.013و 0.008 متر و برای سرریز کلید پیانویی به ترتیب 0.024 و 0.019 و 0.009 متر برآورد شده است. به عبارتی در هیدروگرافهای ورودی با شیب های 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.