Basamaklı dolusavak üzerindeki akımın sayısal analizi

Son yıllarda basamaklı dolusavakların, bir barajın dolusavak kısmındaki eneriyi kırmak için mansap kısmına ek bir enerji kırma yapısı gereksinimini ortadan kaldırma veya boyutunu küçültme amacı ile uygun maliyetli bir yapı olarak önemli derecede ilgi gördüğü bilinmektedir. Basamaklı dolusavaklar üzerinde, sıçramalı, nap ve geçiş akımı olamak üzere üç akım rejimine bölünebilen, serbest yüzeyli karmaşık bir hava-su fazlı akımtır. Dolayısıyla, dolusavakların geometrisinin yarı dairesel tepe basamaklarında farklı akım rejimleri geliştirmeye etkisi ve farklı yapısal konfigürasyonlarda enerji kırma oranı sayısal olarak incelenmiştir. Bu sayısal deneylerde, düz basamaklı dolusavakların dokuz modeli için 27 test yapılmıştır. Analizlerde üç farklı basmak sayısı ve 1: 0.75, 1: 1 ve 1: 1.25 olarak üç profil eğimi kullanılmış olup, her model için, basamaklı dolusavakların üzerinden geçmek için düşük, orta ve yüksek olmak üzere üç tip debi uygulanmıştır. Simülasyonlar, RNG κ-ɛ türbülans modeli ve ticari bir yazılım olan FLOW-3D kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sayısal sonuçlar, literatürde yapılan çalışmalardan elde edilen deneysel verilerle karşılaştırılmış ve iyi bir uyum göstermiştir. Debinin farklı akım rejimleri için ana faktör olduğu ve basmak sayısınında sıçramalı akımın oluşumunda etken olduğu görülmüştür. Basamaklı dolusavaklar üzerindeki enerji kayıp oranının akım debisi ve basmak sayısı ile ters orantılı olduğu gözlenmiştir.