مطالعۀ پدیده شناسی پرشهای هیدرولیکی چندضلعی

چکیده مقاله

یکی از پدیده¬های مورد مطالعۀ دانشمندان در سال¬های اخیر، پدیدۀ پرش هیدرولیکی چندضلعی است. حدود دو دهه از مشاهدۀ این پدیده می-گذرد، اما هنوز علّت ایجاد و شکل¬گیری این پدیده نامعلوم است. هدف اصلی در این تحقیق مطالعۀ پدیده‌شناسی پرش¬های هیدرولیکی چندضلعی است. به همین منظور، این پدیده به روش آزمایشگاهی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت و نشان داده شد که علّت شکل¬گیری پرش هیدرولیکی چندضلعی، حضور اغتشاشات و ناپایداری¬های موجود در جریان، سیستم و یا محیط است. این ناپایداری¬ها بر اساس پدیدۀ رایلی پلاتو و در حضور اثرات کشش سطحی و لزجت، پرش هیدرولیکی دایروی پایدار را ناپایدار کرده و آن را به یک پرش چندضلعی تبدیل می¬کند. با حذف ناپایداری¬ها، پرش دایروی پایدار ایجاد گردید. این پرش بر خلاف نتایج محقّقان در کارهای قبلی از اعداد رینولدز کم تا اعداد رینولدز بالا پایدار است. همچنین در این تحقیق، رفتار پرش¬های هیدرولیکی چندضلعی که در کارهای قبلی و در حضور ناپایداری¬ها شکل گرفته¬اند، بررسی شد. در یک دبی ثابت، مساحت داخل پرش، برای همۀ پرش¬های ممکن، تقریباً با خطای کمتر از حدود 10 درصد، برابر است. از بین چندضلعی¬های با تعداد اضلاع برابر که برای یک دبی خاص محتمل است، پرش به شکل چندضلعی منتظم درمی‌آید؛ زیرا به‌طور طبیعی، کشش سطحی تلاش می-کند تا کمترین سطح رویۀ ممکن را برای پرش ایجاد کند.