بررسی تأثیر همزمان واگرایی و زبری بستر بر خصوصیات پرش هیدرولیکی (مدل‌سازی عددی)

نویسندگان

1 کارشناس ارشد آب و سازه‌های هیدرولیکی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، ایران

2 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، ایران.

3 استاد گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران.

doi
10.30482/jhyd.2023.362465.1619
چکیده

حوضچه‌های واگرا با بستر زبر نوعی از حوضچه آرامش است که موجب بهبود راندمان پرش هیدرولیکی می‌گردد. در این تحقیق شبیه‌سازی پرش بر روی بستر واگرا و با زبری مصنوعی در اعداد فرود اولیه 34/4 تا 37/9، در بستر صاف و بستر زبر با زبری به شکل نیم‌کره و قطر 3، 4 و 5 سانتی‌متر  و تحت زاویه واگرایی 7، 14 و 90 درجه با نرم‌افزار FLOW-3D انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش زبری بستر عمق جریان کاهش پیدا می‌کند و بیشینه مقدار آن برای بستر زبر به قطر 5 سانتی‌متر و دبی حداکثر برابر 77/19 درصد می‌باشد. همچنین نسبت اعماق در حالت بستر زبر با زبری به قطر 5 سانتی‌متر به میزان حدود 16 درصد نسبت به بستر صاف بیشتر می‌گردد. نتایج نشان می‌دهد با اعمال زبری بستر، نسبت (Lj/y1) کاهش می‌یابد. بطوریکه با اعمال زبری به قطر 3 سانتی‌متر، مقدار (Lj/y1) نسبت به بستر صاف به طور متوسط 62/11 درصد کاهش یافته و اعمال زبری در بستر به قطر 5 سانتی‌متر موجب افزایش مقدار افت انرژی به میزان 5 درصد می‌شود. بررسی الگوی جریان نشان داد که واگرایی بستر موجب تشکیل جریان چرخشی و زبری بستر موجب افزایش مقدار و شدت آشفتگی می‌گردد.