اثر زبری بر شدت نوسانات فشار در حوضچه آرامش با واگرایی ناگهانی

حوضچه‌های آرامش با واگرایی ناگهانی از جمله سازه‌های مستهلک کننده انرژی هستند که در پایین‌دست سرریزها، دریچه‌ها و تنداب‌ها کاربرد فراوانی دارد. استهلاکانرژیدرپرش هیدرولیکی در نتیجه گرداب‌های تلاطمی بزرگ مقیاس (macro-scale turbulence)می‌باشد که با نوسانات شدید فشارهمراه است و باید در طراحی حوضچه مورد توجه قرار گیرد. از طرفی وجود زبری در بستر حوضچه می‌تواند سبب تغییر رفتار خطوط جریان و تشکیل گرداب‌ها در طول پرش گردد و تاکنون اثر آن بر میزان مشخصات هیدرودینامیکی پرش مورد مطالعه قرار نگرفته است. در این مطالعه آزمایش‌ها در یک فلوم نسبتاً بزرگ به عرض 8/0 و طول 12 متر، در حوضچه واگرای ناگهانی با نسبت واگرایی (B1/B2) برابر با 33/0 و در محدوده اعداد فرود بین 4 تا 5/9 مورد بررسی قرار گرفت. فشارهای هیدرودینامیکی در بستر فلوم توسط دستگاه ترانسدیوسر ثبت شده است. نتایج نشان داد که وجود زبری در بستر حوضچه باعث کاهش شدت نوسانات تلاطمی پرش شده است. ماکزیمم ضریب شدت نوسانات فشار (CPmax) در پرش واگرای زبر تا مقدار 023/0به دست آمده که تقریبا 53 درصد نسبت به پرش واگرای صاف و 70 درصد نسبت به پرش کلاسیک کاهش یافته است. حداکثر ضرایب نوسانات فشار در ابتدای پرش و در فاصله 15 الی 30 درصد از طول پرش رخ می‌دهد. حداکثر مقدار ضریب CP+ وCP+ تا 08/0 به دست آمده است. علاوه بر ضرایب بدون بعد نوسانات فشار، توزیع طولی فشار و نوسانات فشار تعیین شده و مقادیر بحرانی در طول پرش به دست آمده است.