و اهداف تحقیق،

• پیشینه تحقیق،

• مواد و روش ها‌،

• بحث و نتایج،

• نتیجه‌گیری و پیشنهادات.
•  

در فصل اول (فصل حاضر) اهمیت بررسی مسئله تخریب حوضچه های آرامش و سازه های هیدرولیکی پایین دست، تحت تاثیر آبشستگی بستر و نقش فرسایش زودهنگام مصالح در تشدید آن و همچنین اهداف مورد نظر در این تحقیق عنوان گردیده است. فصل دوم به ارائه جزئیات چندین مطالعه مهم در خصوص پرش هیدرولیکی و پدیده آبشستگی می پردازد. در فصل سوم با عنوان مواد و روش‌ها ضمن بررسی مباحث نظری و تئوری مکانیزم پدیده آبشستگی، به بررسی معادلات حاکم بر جریان به معرفی مدل‌های آشفتگی معمول در شبیه‌سازی‌های هیدرولیکی پرداخته می‌شود. در ادامه مدل‌های مورد استفاده در شبیه‌سازی عددی آبشستگی معرفی و در مورد مدل عددی سه بعدی FLOW-3D که مدل منتخب و مورد استفاده در این تحقیق است، به تفصیل بحث می‌شود. سپس به طور اجمالی به معرفی منطقه مورد مطالعه و ارائه جزئیات مدل سازی، شناخت مدل عددی و چگونگی انجام آزمایشات پرداخته خواهد شد. فصل چهارم تحقیق حاضر، فصل بحث و نتایج می‌باشد که در آن نتایج دستی و خروجی های نرم افزار شبیه ساز و همچنین مقایسه نتایج حاصل از مدل عددی FLOW-3D با نتایج مشاهداتی حاصل از مطالعات میدانی در قالب جداول و نمودار‌های مربوطه ارائه شده است. سرانجام در فصل پنجم که فصل نتیجه‌گیری و پیشنهادات می‌باشد، کلیه نتایج بدست آمده و راهکارهای علاج بخشی مسئله بطور خلاصه و مفید جمع بندی شده و همچنین پیشنهاداتی برای انجام تحقیقات آتی در این زمینه بیان شده است.
1-4 مروری براصطلاحات کاربردی

• دینامیک سیالات محاسباتی(CFD): برای تحلیل عددی مدل‌های آزمایشگاهی باید از یک مدل تحلیلی استفاده شود. مدل‌های عددی که جهت حل میدان‌های سیال استفاده می‌شود بهCFD معروف هستند. CFD ابزاری بر اساس روش‌های عددی است که جهت شبیه‌سازی رفتار سیستم‌هایی شامل جریان سیال، انتقال حرارت و دیگر فرآیند‌های وابسته به کار می‌رود. در این روش‌ها معادلات جریان سیال برای منطقه مورد نظر که با شرایط مرزی مشخص شده‌است، حل می‌شود(نجف‌زاده، 1388).

• روش حجم محدود (VOF): یکی از روش های حل دینامیک سیالات محاسباتی(CFD) می باشد که در انفصال میدان جریان کاربرد دارد. این روش دارای ظاهر روش تفاضل محدود است ولی بسیاری از ایده­های روش اجزا محدود را به کار می گیرد. روش حجم محدود به علت مستتر بودن خاصیت بقای جرم در آن، در حل میدان جریان سیال نسبت به روش های انفصال ارجح می‌باشد. در این روش ابتدا دامنه موردنظر به تعدادی حجم کنترل انتگرال­گیری شده و معادلات به فرم عددی منفصل می‌گردند. ایده اصلی در این روش انفصال تقریب معادلات دیفرانسیل جزئی در نقاط مجزا نمی باشد، بلکه شرط برقراری اصل بقای جرم به صورت ماکروسکوپی دارای اهمیت است( حیدری، 1381).

• آبشستگی (Scouring): به فرسایش بستر و کناره آبراهه در اثر عبور جریان آب، به فرسایش بستر در پایین دست سازه های هیدرولیکی به علت شدت جریان زیاد و یا به فرسایش بستر در اثر بوجود آمدن جریان های متلاطم موضعی، آبشستگی گویند( علی حسینی، 1387).

• پرش هیدرولیکی: پرش یا جهش هیدرولیكی، از انواع جریانهای متغییر سریع است كه در بسیاری از كارهای عملی با آن روبرو بوده و آن عبارت است از تغییر حالت جریان از فوق بحرانی به زیر بحرانی . چنانچه آب در قسمتی از مسیر دارای حالت فوق بحرانی بوده و بنا به مشخصات و موقعیت خاص كانال بخواهد تغییر حالت دهد،عمق جریان در مسیر نسبتا كوتاهی به میزان قابل ملاحظه ای افزایش یافته و نتیجتا ضمن ایجاد افت انرژی محسوس ، از میزان سرعت به اندازه قابل توجهی كاسته می گردد . این پدیده كه یكی از پدیده های مهم جریان آب در كانالهای باز بوده و از ابتدا تا انتها ی آن یك تلاطم و پیچش سطحی آب وجود دارد ، به پرش هیدرولیكی یا پرش آبی موسوم است، در چنین حالت و به تناسب شدت پرش، آشفتگی هایی در سطح آب دیده می شود كه بتدریج كه به سمت انتهای پرش نزدیك می شویم از شدت آنها كاسته شده و متناسبا و به جهت تبدیل انرژی به گرما، انرژی آب نیز كاهش می یابد. علاوه بر آن به جهت این آشفتگی و تلاطم و در اثر برخورد آب با هوا، مقداری هوا با آب و در قسمتهای سطحی مخلوط شده كه به سمت پایین دست منتقل و نهایتا به شكل حباب های هوا رها می گردد .

عمق آبشستگی: عمق ناشی از فرسایش بستر نسبت به بستر اولیه را عمق آبشستگی می نامند.