بررسی مشخصات پرش هیدرولیکی بر روی بستر زبر با تراکم و آرایش‌های مختلف زبری

Abstract

پرش هیدرولیکی یک جریان متغیر سریع در مجاری روباز است که نقش مؤثری در استهلاک انرژی جنبشی جریان در پایین­دست سازه­های آبی ایفا می­کند. در تحقیق حاضر خصوصیات پرش هیدرولیکی شامل عمق ثانویه پرش، اتلاف انرژی، ضریب تنش برشی بستر و پروفیل­های سرعت در مقاطع مختلف پرش بر روی بستر زبر با اجزای زبر غیرممتد لوزی شکل مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش­ها در محدوده اعداد فرود 3/4 تا 4/12 در سه تراکم و چهار آرایش زبری ترکیبی انجام شد. نتایج به­دست آمده نشان می­دهد پروفیل­های سرعت بر روی بسترهای زبر مشابه و با پروفیل سرعت جت آب بر روی بستر صاف متفاوت می­باشند. مقدار ضخامت لایه مرزی بی­بعد در بستر زبر برابر 53/0 محاسبه شد که از مقدار ضخامت لایه مرزی در بستر صاف، 16/0، بیشتر است. با افزایش تراکم زبری تنش برشی بستر ناشی از تأثیر متقابل جریان فوق بحرانی بالادست با بستر زبر افزایش یافته در نتیجه باعث افزایش استهلاک انرژی و در نتیجه کاهش عمق ثانویه می­شود. در آرایش ترکیب زبری سه­تایی با تراکم 67/10 درصد، بیشترین مقدار کاهش عمق ثانویه برابر با 39/29 درصد می­باشد که میزان افزایش استهلاک انرژی نسبت به پرش هیدرولیکی بر روی بستر صاف به­طور متوسط 94/10 درصد و ضریب تنش برشی در بستر زبر به­طور متوسط 45/13 برابر بستر صاف به­دست آمد.