در این تحقیق، الگوریتم ترکیبی جدیدی برای تشکیل دیواره جامد در قالب شبیه سازی آب پویایی ذرات هموار (SPH) ارائه شده است. در این روش، چند لایه از ذرات جعلی در ناحیه ی غیرقابل نفوذ در نظر گرفته می­شوند که برای بهبود دقت جواب به کار می آیند. همچنین، لایه­ای از ذرات با عملکرد نیروی دافعه به منظور جلوگیری از خروج ذرات از مرز جامد در طول سطح مشترک سیال-جامد قرار داده می­شود. لایه­ی اخیر برخلاف مدل معمول لئونارد-جونز، دیگر باعث ایجاد نوسان های فشار در نزدیکی دیواره نمی­گردد. این روش ترکیبی جدید همراه با شبیه سازی  SPHبه عنوان یک حل لاگرانژی از معادلات 2­بعدی ناویر-استوکس مورد استفاده قرار گرفته است. دقت روش پیشنهادی با شبیه سازی جریان روگذر از سرریز لبه­تیز و مقایسه با نتایج حاصل از روش حجم محدود مورد بررسی واقع شده است که با همخوانی مطلوبی همراه بوده است. Manuscript profile

حفره سازی مهمترین مشکلی است که به سبب سرعتهای بالای جریان در تخلیه­کننده­های زیرین سدها رخ می­دهد. به علت بروز سرعتهای بیش از 30 متر بر ثانیه، و ایجاد فشارهای منفی در تخلیه­کننده ی زیرین سد سفید­رود، این مجرا متحمل آسیبهای شدیدی در پوششهای خود گردیده است. در این تحقیق از روش حجم­محدود به کار رفته در نرم­افزار فلوئنت، شبیه جریان برای این مجرا انجام گرفته، که در آن از نرم افزار حجم سیال در حالت سه بعدی شامل جریان دو حالتی آب و هوا سود برده شده است. مقایسه­ی بین نتایج شبیه عددی و اندازه­گیریهای نمونه آزمایشگاهی به منظور تایید نرم افزار انجام گرفته است که به دست آمدن خطاهای کمتر از 20 درصد برای مقادیر سرعت و فشار، با توجه به هندسه ی پیچیده ی مجرا محدوده ا­ی قابل قبول است. طی بازشدگیهای مختلف دریچه ی تنظیم جریان، مقادیر شاخص حفره سازی در نقاط بسیاری در پایاب دریچه در محدوده ی مقدار بحرانی 25/0 قرار گرفته است که استفاده از سامانه هوادهی در بعد از محل دریچه را ضروری می سازد. با هوادهی مناسب در این ناحیه، و کاهش سرعت جریان در مرزها، توزیع شاخص حفره سازی نسبت به حالت هوادهی نشده در حدود 6 تا 7 برابر افزایش یافته از مقدار بحرانی 25/0 به خوبی فاصله گرفته که در نهایت باعث بهبود وضعیت جریان از لحاظ ایجاد پدیده ی حفره سازی گردیده است. Manuscript profile