تأثیر جت و زبری مثلثی بر مشخصات پرش هیدرولیکی

Abstract

پرش هیدرولیکی پدیده‌ای است که در جریان‌های سطح آزاد و زمانی که در بالادست جریان فوق‌بحرانی و در پایین‌دست جریان زیر‌بحرانی وجود داشته باشد، رخ می‌دهد. در پژوهش حاضرویژگی‌های پرش هیدرولیکی با ترکیب جت مستطیلی و زبری مثلثی شکل بررسی شد است. زبری مورد استفاده دارای دو ارتفاع مختلف بود و آزمایش‌ها با سه عدد فرود و سه دبی جت متفاوت انجام شد. نتایج نشان داد که استفاده از جت در زاویه حداکثر و زاویه بی‌اثر منجر به کاهش پارامترهای هیدرولیکی نسبت به حالت بدون جت و زبری گردید در زاویه‌های حداکثر، نیروی برشی بستر افزایش یافت. در یک زاویه مشخص، برخورد جت به پرش هیدرولیکی هیچ‌گونه جا­به­جایی ایجاد نکرد که این زاویه به‌عنوان زاویه بی‌اثر تعریف شد، اما از یک زاویه مشخص به بعد، دیگر تغییری در موقعیت آن مشاهده نشد. این زاویه به‌عنوان زاویه حداکثر جابه‌جایی تعیین گردید. عمق ثانویه، طول پرش، افت نسبی انرژی و اعماق مزدوج، به ترتیب به میزان 21، 16/30، 76/25 درصد نسبت به بستر صاف بدون زبری کاهش و تنش برشی 4/13 برابر در مقایسه با حالت بدون جت و زبری افزایش یافت. این پژوهش می­تواند در طراحی سازه‌های هیدرولیکی و بهینه‌سازی کنترل انرژی در کانال‌ها مورد استفاده قرار گیرد.