بررسي نيروي برشي و لايه مرزي در حوضچه آرامش واگراي ناگهاني با پله منفي ابتدايي

يكي از عمده‌ترين مباحث در زمينه مطالعه كاهش انرژي مخرب جريان به‌منظور كاهش خسارت بر ابنيه پايين‌دست، بررسي پرش هيدروليكي و نحوه كنترل آن است. در پژوهش حاضر، خصوصيات پرش هيدروليكي شامل ضريب تنش برشي بستر، لايه مرزي و نيمرخ‎هاي سرعت در مقاطع مختلف پرش هيدروليكي در كانال واگراي ناگهاني با پله منفي مورد بررسي قرار گرفت. آزمايشها در كانال مستطيلي به طول 8، عرض 0/4 و ارتفاع 0/6 متر انجام شده‌است. اعداد فرود در محدوده 4/9 تا 9/5 در نسبت واگرايي‌هاي 1، 1/33، 1/66 و 2 و سه ارتفاع پله منفي، صفر، 3 و 6 سانتي‌متر انجام شد. عمق اوليه و ثانويه به‌وسيله عمق‌سنج دستي و نيمرخ‌هاي سرعت به‌وسيله لوله پيتوت اندازه‌گيري شده‌است. نتايج حاكي از تشابه پروفيل‌هاي سرعت اندازه‌گيري شده و تفاوت آن‌ها با پروفيل جت آب روي بستر صاف بود. ضخامت لايه مرزي بي‌بُعدشده (δ⁄b) برابر با 0/56 براي پرش هيدروليكي در كانال واگراي ناگهاني با پله منفي به‌دست آمد و در مقايسه با 0/16 براي پرش هيدروليكي كلاسيك، افزايش زيادي داشته‌است. ضمن آنكه تنش برشي در كانال واگراي ناگهاني با پله منفي حدود 14 برابر تنش برشي روي بستر صاف به‌دست آمده ‌است.