مدل سازی فیزیکی تاثیر طول مهارهای انعطاف پذیرموانع شناور کروی بر خصوصیات پرش هیدرولیکی

پرش هیدرولیکی یکی از مهمترین پدیده های متغیر سریع در استهلاک انرژی جریان های پر سرعت می باشد که در فاصله کوتاه رژیم جریان را از فوق بحرانی به زیر بحرانی تبدیل می کند و منجر به کاهش انرژی جنبشی و افزایش عمق می شود. هدف از این تحقیق بررسی خصوصیات پرش هیدرولیکی در قالب مطالعه آزمایشگاهی بر روی بسترصاف و همراه با موانع شناور متصل به کف با طول های مهاری مختلف بوده است که درنهایت به مقایسه نتایج به دست آمده از این پژوهش با سایر پژوهش ها پرداخته شد.
آزمایش ها در یک کانال با دیواره شفاف و به طول 8 متر و عرض و ارتفاع به ترتیب 35 و40 سانتی متر انجام شد. به منظور ایجاد پرش هیدرولیکی دیواره کانال در بخش ابتدایی به 80 سانتی متر افزایش داده شد و یک سرریز با زاویه 30 درجه و ارتفاع 40 سانتی متر نصب شد. در ادامه برای مدل سازی موانع شناور، قطر کاربردی موانع به صورت ثابت برابر با 4 سانتی متر در نظر گرفته شد. برای تفسیر و تحلیل هر یک از پارامتر های موثر آنالیز ابعادی با استفاده از تئوری پی باکینگهام انجام گرفت و در مجموع 30 آزمایش با متغیر های طول مهار و عدد فرود که شامل 5 طول مهار 0 ، 5/1 ، 5/2 ،5/3 ، 5/4 سانتی متر و محدوده اعداد فرود 1/5 تا 3/8 انجام شد.
بر اساس تحلیل های انجام شده یکی از نتایج مهم در تحقیق حاضر این است که انعطاف پذیری و نوسان در موانع کاربردی به عنوان مستهلک کننده ی پرش هیدرولیکی، باعث افزایش افت انرژی مازاد می گردد. این در حالی است که با افزایش طول های مهاری موانع، بخش بیشتری از مومنتم جریان ورودی جذب موانع می شود. که البته این موضوع برای محدوده ی اعداد فرود 1/5الی 5/7 اثر بیشتری دارد.
نتایج نشان داد که افت انرژی با استفاده از موانع به طور متوسط حدود 69 درصد بوده که تقریبا 2/10 درصد نسبت به بستر صاف افزایش یافته است. طول پرش هیدرولیکی و عمق ثانویه نسبی به ترتیب به طور متوسط 36 و 5/19 درصد نسبت به حوضچه ی کلاسیک کاهش یافتند. مشاهدات بیانگر آن است که طول مهار بر روی خصوصیات پرش هیدرولیکی تاثیر گذار است به طوری که در اثر تغییر طول مهار در بازه اعداد فرود 1/5 تا 3/8 مقادیر طول پرش هیدرولیکی و عمق ثانویه نسبی به ترتیب حداکثر تا 1/19 و2/15درصد اختلاف در نتایج نشان می دهند و میزان اختلاف افت انرژی بین طول مهار 5/4 سانتی مترو طول مهار صفر حداکثر 6/10درصد به صورت افزایشی بوده است.