بررسی ارتفاع امواج ضربه ای در تبدیل های همگرای کانال روباز

تبدیل های همگرا در جریان های فوق بحرانی کاربردهای گسترده ای دارند. از جمله آن می توان به انتقال جریان از کانال های آبگیر سدها به سرریزهای تونلی، کاهش عرض کانال در تندآب ها و کاهش زمان انتقال جریان در کانال های انتقال سیلاب اشاره کرد. جریان فوق بحرانی در تبدیل های همگرا همراه با ایجاد امواج ضربه ای می باشد. در این تحقیق ارتفاع امواج ضربه ای در تبدیل های همگرای کانال روباز با مقاطع ذوزنقه ای و مستطیلی با به کارگیری مدل های آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. طول دیواره تبدیل 1، 75/0 و 5/0 متر، نسبت همگرایی 1 به 2، 1 به 3 و 1 به 4 و زاویه شیب جانبی دیواره ها 35، 45، 60، 70 و 90 درجه به عنوان متغیرهای هندسی و همچنین هفت عدد فرود مختلف در محدوده 23/9-25/3 به عنوان متغیر هیدرولیکی آزمایش ها در نظر گرفته شد. مقادیر ارتفاع امواج ضربه ای در نقاط مختلف جبهه موج اندازه گیری گردید. سپس اثر پارامترهای بی بعد به دست آمده از تحلیل ابعادی بر روی ارتفاع امواج ضربه ای در طول تبدیل بررسی شد. نتایج حاکی از آن بود که در حالت کلی افزایش زاویه شیب جانبی دیواره تبدیل، کاهش نسبت همگرایی، کاهش طول دیواره تبدیل و همچنین افزایش عدد فرود جریان رابطه مستقیم با افزایش ارتفاع موج دارد. در نهایت رابطه ای برای محاسبه ارتفاع امواج ضربه ای در هر نقطه از تبدیل های همگرا براساس پارامترهای بی بعد با ضریب تبیین 89% ارائه شد. همچنین نتایج نشان داد که طول دیواره تبدیل موثرترین پارامتر هندسی بر روی ارتفاع امواج ضربه ای می باشد.