بررسی آزمایشگاهی ساختار تلاطم پرش هیدرولیکی مستغرق در کانال واگرای تدریجی با بستر زبر

در این تحقیق مشخصات آشفتگی جریان در طول پرش هیدرولیکی مستغرق روی بستر زبر در حوضچه آرامش با دیواره های واگرا به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها در یک کانال مستطیلی افقی با عرض ۵/۰ متر و طول ۱۰ متر با دیواره های واگرا انجام گرفت. سه مدل آزمایشگاهی در فلوم با زبری های مکعب-مستطیلی با ارتفاع های ۴/۱ و ۸/۲ سانتی متر واقع در بستر کانال اجرا شد. نسبت های واگرایی ۱، ۶/۰ و ۴/۰ با فاکتورهای استغراق ۲۵/۱، ۳۸/۱ و ۵۲/۱ مورد مطالعه قرار گرفت. جهت اندازه گیری مولفه های سرعت از دستگاه سرعت سنج صوتی ADV ساخت Nortek نروژ با فرکانس ۲۵ هرتز استفاده گردید. پارامترهای مورد بررسی شامل توزیع متوسط زمانی مولفه های سرعت، مولفه های شدت آشفتگی و تنش های رینولدزی تحلیل گردید. نتایج نشان داد که، افزایش ارتفاع زبری های کف و کاهش نسبت واگرایی دیواره های حوضچه، به طور متوسط موجب افزایش ۵۲ درصدی نرخ رشد لایه مرزی، افزایش ۴۷ درصدی تنش برشی و افت انرژی و کاهش ۴۳ درصدی طول ناحیه کاملا توسعه یافته می شود. بررسی مولفه های u ̂ و v ̂ نیز موکد افت انرژی قابل توجه در پرش و وجود جریان های قوی برگشتی بود. مقایسه مقادیر مولفه های افقی، عمودی و عرضی شدت آشفتگی هم نشان داد که کمترین نرخ پخش پرش در راستای عرضی است.

کلیدواژه ها:

بستر زبر ، پرش هیدرولیکی ، ساختار تلاطم ، واگرایی تدریجی