بررسی آزمایشگاهی ضریب زبری جریان در پروفیل‌های طولی تشکیل شده درون محیط پاره‌سنگی

مصالح سنگریزه‌ای به وفور در ساخت سازه‌های آبی کاربرد دارند. رژیم جریان عبوری که اکثراً غیر دارسی است و نحوه محاسبه ضرائب زبری جریان قبلاً مورد پژوهش قرار گرفته است. اکثر محققان پیشین با استفاده از ایجاد ارتباط مابین عدد رینولدز و ضریب زبری در دو فرم توانی و دو جمله‌ای این مساله را مورد ارزیابی قرار داده‌اند. در این تحقیق آزمایشگاهی با استفاده از دو نوع سنگ‌دانه با قطر‌های d_50=1.1cm و d_50=1.6cm و سه مقدار دبی واحد عرض و همچنین سه مقدار گرادیان هیدرولیکی، اقدام به بررسی پارامتر‌های موثر در ضریب زبری جریان عبوری گردید و نتایج نشان داد که برخلاف آنچه که محققان قبلی ارائه نموده‌اند در جریان‌های عبوری از محیط‌های سنگریزه‌ای که دارای سطح آزاد با هوا می‌باشد، پارامتر عدد فرود ارتباط بهتری نسبت به پارامتر عدد رینولدز با ضرایب زبری برقرار می-نماید. مقادیر عددی محاسبه شده برای ضرایب زبری جریان‌های کاملاً درون‌گذر در قیاس با جریان‌های با سطح آزاد بسیار بیشتر است و در نهایت روابطی به فرم توانی مابین اعداد بدون بعد فرود، نسبت هندسی عمق به قطر محیط و ضرایب زبری در دو فرم زبری مانینگ و دارسی-ویسباخ برقرار گردید. با استفاده از روابط پارامتر-های ابعادی و ترکیب اعداد بدون بعد فرود و نسبت هندسی عمق جریان به قطر محیط متخلخل روابطی نیز برای تخمین ضرایب زبری ارائه گردید که برای تخمین ضرایب مانینگ و دارسی-ویسباخ به ترتیب دارای خطای نسبی 14 و 26 درصد می‌باشد.