اثر منحرف کننده ی جریان و هوادهی بر ضریب تخلیه مستغرق سرریزهای نیلوفری

سرریزها وظیفه‌ی تخلیه سیلاب در سدها را به‌عهده دارند. در این میان سرریزهای نیلوفری از دسته سرریزهای آزاد به‌شمار می‌روند و در دبی‌های سیلابی مستعد تشکیل جریان مستغرق در تاج خود بوده که این عامل منجر به ایجاد نوسانات فشاری شدید در مجرای سرریز، مکش و ارتعاش بدنه و نیز کاهش راندمان سرریز می‌گردد. عدم شناخت کافی از هیدرولیک جریان در حالت استغراق سرریز، زنگ‌ خطری برای شکست و روگذری جریان از سد خواهد بود. بررسی‌ها نشان می‌دهد که استفاده از عناصر جانبی در سرریزهای نیلوفری سبب بهبود الگوی جریان خواهد شد. در این پژوهش آزمایشگاهی تلاش شد تا با استفاده از ساخت مدل فیزیکی، اثر منحرف‌ کننده‌ی جریان و هوادهی و نیز دامنه تاثیر پارامترهای موثر بر ضریب تخلیه جریان مستغرق سرریزهای نیلوفری شناسایی و گسترش یابد و در نهایت با اعمال اثر وزن کلیه عوامل هندسی و هیدرولیکی، رابطه‌ای غیرخطی برای تخمین ضریب تخلیه معرفی شد. رابطه‌ی پیشنهادی با دارا بودن ریشه میانگین مربعات خطای برابر 0.091، نسبت به سایر روابط پیشین (که دارای خطاهای 0.122 و 0.118 هستند) قادر به پیش‌بینی بهتر ضریب تخلیه جریان مستغرق سرریزهای نیلوفری است. همچنین نتایج نشان می‌دهد که ضریب تخلیه سرریز برخلاف تحقیقات پیشین، به‌شدت به منحرف‌ کننده‌ی جریان بستگی دارد.

Effect of deflector and aeration on the discharge coefficient of submerged flow of morning glory spillways

Spillways are responsible for draining floods in dams. However, morningglory spillways are considered as free spillway type. In floods, a submergedflow is formed in their crest. This factor leads to severe pressure fluctuationsin the shaft, suction and vibration of the structure and also reduces thespillway efficiency. Insufficient knowledge of the hydraulics of thesubmerged flow will be a warning sign for failure and overtopping of thedam. Studies show that the use of ancillary structures in morning gloryspillways will improve the flow pattern. In this experimental research, anattempt has been made to investigate the effect of deflector and flow aerationby constructing a physical model and also the parameters affecting thedischarge coefficient of submerged flow of morning glory spillways areexpanded. Finally, by applying the weight effect of all geometric andhydraulic factors, a nonlinear relationship was introduced to estimate thedischarge coefficient. The proposed relation with the RMSE of 0.091,compared to other previous relations (which have errors of 0.122 and 0.118)is able to better predict the discharge coefficient of submerged flow ofspillway. The results also show that the discharge coefficient, unlike previousresearch, is highly dependent on the deflector.