سرریز های پلکانی یکی از سازه های مستهلک کننده انرژی جریان است که جهت انتقال آب در اختلاف رقوم های بالا مورد استفاده قرار می گیرد. دیدگاه استفاده از هندسه پلکانی شکل و ساخت سرریزها، از گذشته مطرح بوده است اما با در نظر گرفتن عوامل مؤثر بر میزان استهلاک انرژی جریان، استفاده از این نوع سرریزها گسترش یافته است. اتلاف بالای انرژی جریان توسط سرریزهای پلکانی باعث کاهش ابعاد حفره آبشستگی پایین دست، کاهش عمق حفاری حوضچه آرامش و کم شدن ارتفاع دیوارهای جانبی می گردد. هدف از تحقیق حاضر، بهینه سازی هندسی پلکان سرریز، تحلیل سیال دو فازی جریان و همچنین مطالعه احتمال وقوع پدیده کاویتاسیون بر روی سرریز پلکانی می باشد. جهت بررسی پدیده مذکور، از مجموعه اطلاعات مدل فیزیکی سرریز پلکانی سد ژاوه، واقع در استان کردستان، جهت واسنجی نرم افزار Flow 3D و بررسی جریان دو فازی استفاده گردید. کل هندسه سرریز پلکانی با شرایط مرزی تعریف شده مش بندی گردید و اندازه مش بهینه بر اساس حداقل کردن میانگین قدر مطلق خطای نسبی دبی های مشاهداتی و محاسباتی تعیین شد. از مدل آشفتگی RNG جهت شبیه سازی جریان استفاده گردید. نتایج نشان داد که مدل عددی تطابق خوبی با مطالعات آزمایشگاهی دارد؛ به گونه ای که نقطه ورود هوا به جریان در محدوده غلظت متوسط 20%، در هر دو مدل عددی و آزمایشگاهی، 24 متر ارتفاعی پایین تر از تاج سرریز محاسبه گردید. نتایج، کفایت ارتفاع دیوارهای سرریز پلکانی را تأیید نمود. همچنین الگو و مشخصات هیدرولیکی جریان در حوضچه آرامش پایین دست سرریز پلکانی مورد مطالعه قرار گرفت. عملکرد جریان عبوری از روی سرریز در دبی های کم بررسی شده و بهینه سازی لازم جهت اصلاح سرریز انجام گرفت.
