شبیه سازی عددی پرش هیدرولیکی قوی روی بسترهای زبر
چکیده
پرش هیدرولیکی بر ای استهلاک انرژی در پایین دست سازه های هیدرولیکی نظیر سرریزها، تندآب ها و دریچه ها مورد استفاده قرار می گیرد. حوضچه های آرامش، محل مناسبی برای ایجاد پرش و کنترل و مهار آن می باشد و بلوک های داخل این حوضچه ها باعث استقرار پرش در درون این حوضچه و استهلاک بخشی از انرژی جنبشی پرش هیدرولیکی می گردد. جهت افزایش کارایی حوضچه های آرامش و کاهش طول پرش هیدرولیکی، معمولا از ضمائم زبر با اشکال مختلف در کف حوضچه ها استفاده می شود. در این تحقیق، شبیه سازی پرش هیدرولیکی قوی بر روی بسترهای زبر مستطیلی، مثلثی و ذوزنقه ای شکل با استفاده از نرم افزار فلوئنت با مدل آشفتگی( k-?) rng برای تخمین اثرات زبری بستر بر روی پارامترهای پرش هیدرولیکی انجام گرفت. در مجموع، 54 مورد شبیه سازی (18 مورد برای هر کدام از زبری های بستر) در دو سری a و b با بازشدگی دریچه به ترتیب 25 و 50 میلی متر، در بازه اعداد فرود 2 تا 12 اجرا شد. در همه آزمایش ها، پروفیل های سطح آب، پروفیل های سرعت و پارامترهای هیدرولیکی شامل طول پرش هیدرولیکی، عمق ثانویه، افت انرژی و ضریب تنش برشی بررسی گردید. مقایسه این پارامترها با پارامترهای مشابه در بستر صاف پرش هیدرولیکی نشان داد که عمق ثانویه و طول پرش هیدرولیکی کاهش یافته در حالی که افت انرژی و ضریب تنش برشی در بسترهای زبر افزایش یافته است و در حالت کلی زبری بستر خصوصیات پرش هیدرولیکی قوی را بهبود می بخشد. مطالعه این پارامترها نشان داد که تطابق بین نتایج آزمایشگاهی و عددی رضایت بخش است.