چکیده: دلایل اصلی استفاده از سرریز پلکانی اتلاف انرژی و هوادهی جریان می‌باشد. اتلاف انرژی سرریز پلکانی باعث کاهش هزینه‌های ساخت حوضچه آرامش و هوادهی جریان باعث جلوگیری از خسارت‌های کاویتاسیون می‌شود. در پله‌های ابتدائی سرریز، در نزدیکی دیواره‌ها، آشفتگی تولید می‌شود و لایه‌مرزی تا زمانی که لبه بیرونی لایه‌مرزی به سطح آب برسد، رشد می‌کند. زمانی که لبه بیرونی لایه‌مرزی به سطح آب برسد، آشفتگی می‌تواند به صورت طبیعی شروع به هوادهی سطح آزاد کند. بنابراین جریان بر روی این نوع از سرریزها به شدت آشفته می‌باشد و در شبیه‌سازی آن مدل آشفتگی تأثیر بسزایی در نتایج دارد. برای مدل‌سازی جریان از نرم‌افزار انسیس فلوئنت استفاده شده است. این نرم‌افزار با استفاده از روش حجم محدود معادلات حاکم بر جریان را حل می‌نماید. در این تحقیق شبیه‌سازی سطح آزاد با استفاده از روش حجم سیال (VOF) می‌باشد. مدل های آشفتگی k-ε استاندارد، k-ε RNG ،k-ε تحقق‌پذیر، k-ω استاندارد و k-ω SST باهم مقایسه شده‌اند. برای صحت سنجی شبیه‌سازی از نتایج مدل آزمایشگاهی سرریز سد سیاه‌بیشه بالا استفاده شده است. پروفیل فشار سطح افقی پله‌ها رسم شده و نتایج شبیه‌سازی با آزمایشگاهی مقایسه شده است. نتایج نشان می‌دهند که سه مدل k-ε RNG و k-ω استاندارد و k-ω SST به داده‌های آزمایشگاهی نزدیک‌تر می‌باشند. مدل k-ε RNG در نواحی نزدیک دیوار ( برای این مدل باید تابع دیوار مناسب انتخاب شود) و مدل k-ω استاندارد در نواحی دور از دیوار و جریان برشی آزاد ضعیف عمل می‌نمایند. مدل k-ω SST در نواحی نزدیک دیوار به صورت مدل k-ω استاندارد و در نواحی دور از دیوار به صورت مدل k-ε استاندارد عمل می‌کند، در نتیجه این مدل نقاط ضعف دو مدل k-ω استاندارد و k-ε RNG را پوشش داده و مناسب‌تر می‌باشد. در ادامه اتلاف انرژی برای دبی‌های در واحد عرض 5/4، 5/7، 9 و 15/10 m2/s در شیب ˚8/21 بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهند بیشترین میزان اتلاف انرژی 86/85 و کمترین آن 70/72 درصد می‌باشند. همچنین با افزایش دبی در واحد عرض از میزان افت انرژی کاسته می‌شود. بنابراین در سرریز پلکانی انرژی قابل‌توجهی اتلاف می‌شود و این امر می‌تواند باعث کاهش هزینه‌های ساخت حوضچه آرامش و یا حتی حذف آن شود.