اثر زبری بر شدت نوسانات فشار در حوضچه آرامش با واگرایی ناگهانی

حوضچه های آرامش با واگرایی ناگهانی از جمله سازه های مستهلک کننده انرژی هستند که در پایین دست سرریزها، دریچه ها و تنداب ها کاربرد فراوانی دارد. استهلاکانرژیدرپرش هیدرولیکی در نتیجه گرداب های تلاطمی بزرگ مقیاس (macro-scale turbulence)می باشد که با نوسانات شدید فشارهمراه است و باید در طراحی حوضچه مورد توجه قرار گیرد. از طرفی وجود زبری در بستر حوضچه می تواند سبب تغییر رفتار خطوط جریان و تشکیل گرداب ها در طول پرش گردد و تاکنون اثر آن بر میزان مشخصات هیدرودینامیکی پرش مورد مطالعه قرار نگرفته است. در این مطالعه آزمایش ها در یک فلوم نسبتا بزرگ به عرض ۸/۰ و طول ۱۲ متر، در حوضچه واگرای ناگهانی با نسبت واگرایی (B۱/B۲) برابر با ۳۳/۰ و در محدوده اعداد فرود بین ۴ تا ۵/۹ مورد بررسی قرار گرفت. فشارهای هیدرودینامیکی در بستر فلوم توسط دستگاه ترانسدیوسر ثبت شده است. نتایج نشان داد که وجود زبری در بستر حوضچه باعث کاهش شدت نوسانات تلاطمی پرش شده است. ماکزیمم ضریب شدت نوسانات فشار (CPmax) در پرش واگرای زبر تا مقدار ۰۲۳/۰به دست آمده که تقریبا ۵۳ درصد نسبت به پرش واگرای صاف و ۷۰ درصد نسبت به پرش کلاسیک کاهش یافته است. حداکثر ضرایب نوسانات فشار در ابتدای پرش و در فاصله ۱۵ الی ۳۰ درصد از طول پرش رخ می دهد. حداکثر مقدار ضریب CP+ وCP+ تا ۰۸/۰ به دست آمده است. علاوه بر ضرایب بدون بعد نوسانات فشار، توزیع طولی فشار و نوسانات فشار تعیین شده و مقادیر بحرانی در طول پرش به دست آمده است.

Keywords:

بستر زبر , پرش هیدرولیکی , حوضچه واگرای ناگهانی , نوسانات فشار