بررسی نیروی برشی، لایه مرزی و پدیده کاویتاسیون در حوضچه آرامش واگرای ناگهانی با بستر زبر

پرش هیدرولیکی از نوع جریان های متغیر سریع است که در فاصله کوتاهی، جریان از حالت فوق بحرانی به زیربحرانی تغییر می کند. در سال های اخیر مشخص شده است ایجاد واگرایی، حضور زبری یا ایجاد شیب در کف حوضچه آرامش، در کاهش ابعاد پرش، موثر و از نظر اقتصادی نیز به صرفه است. در این پژوهش، تاثیر واگرایی ناگهانی بر مشخصات پرش هیدرولیکی در حضور زبری سنگ ریزه ای در کانال مستطیلی به طول ۸، عرض ۰.۴ و ارتفاع ۰.۶ متر بررسی شد. ییی. نسبت واگرایی در این مطالعه در محدوده  و زبری نسبی در محدوده  بود. اعداد فرود در محدوده ۴.۹ تا ۹.۵ و دبی ۳۰تا ۵۰ لیتر بر ثانیه انجام شد. ضخامت لایه مرزی بی بعد ( ) در حالت بستر واگرا و زبر، ۰.۵۱ محاسبه شد که در مقایسه با مقدار  ۰.۱۶ برای بستر صاف، قابل ملاحظه بود. در صورتی که از هر دو متغیر زبری و واگرایی ناگهانی استفاده شود، مقدار ضریب نیروی برشی در بهترین حالت (در نسبت واگرایی ۲ و اندازه زبری ۲.۲ سانتی متر) به طور میانگین، ۱۴.۷ برابر ضریب نیروی برشی در پرش کلاسیک است. نوسانات آب و تغییرات فشار توسط پیزومترهای نصب شده کف حوضچه آرامش اندازه گیری شد. ییی نتایج، نبود کاویتاسیون در این آزمایش ها را نشان داد.

کلیدواژه ها:

پرش هیدرولیکی ، واگرایی ناگهانی ، ضخامت لایه مرزی ، پروفیل سرعت ، کاویتاسیون