شبیه سازی عددی پرش هیدرولیکی بر روی سطوح موج دار

یکی از راه های بهینه کردن مشخصه های هندسی پرش هیدرولیکی ایجاد سطح موج دار در محل پرش است به طوری که سطح موج دار با به وجود آوردن اختلاط شدید در جریان باعث افزایش تنش رینولدز و اصطکاک بستر می شود. در این حالت پرش هیدرولیکی برای تشکیل به عمق پایاب کم تری نیاز داشته و در نتیجه طول پرش به شکل معنی داری کاهش می یابد. در این پژوهش با استفاده از نرم افزار FLOW-3D و به کارگیری روش حجم سیال (VOF) در تحلیل جریان آزاد و مدل های تلاطمی k-ε و RNG k-ε شبیه سازی عددی پرش هیدرولیکی بر روی سطح موج داری با ارتفاع زبری 13 میلی متر، فواصل بین زبری 68 میلی متر، در اعداد فرود 5/8-5/3 انجام شد و با نتایج به دست آمده از بررسی های آزمایشگاهی توسط پژوهش گران مختلف مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج توانایی مدل RNG k-ε را در تخمین عمق ثانویه، طول پرش و توزیع سرعت را به خوبی نشان می دهد. ضریب تنش برشی برآورد شده توسط مدل عددی به نتایج به دست آمده از بررسی های آزمایشگاهی بسیار نزدیک بوده و به طور متوسط 8 برابر مقدار آن در پرش هیدرولیکی بر روی سطوح صاف برآورد شده است. با توجه به نتایج به دست آمده، مدل آشفتگی RNG k-ε در مقایسه با مدل k-ε در مدل سازی پرش هیدرولیکی بر روی سطح های موج دار از دقت بالایی برخوردار است.