«يادداشت تحقيقاتي» نيمرخ طولي بي‌بعد سطح آب در جهش هيدروليكي آزاد

» Research Note « Dimensionless Longitudinal Profile of Free Hydraulic Jump

جهش هیدرولیكی یكی از سازوكارهای مهم در استهلاك انرژی اضافی جریان به شمار رفته و در فرایند تشكیل آن جریان فوق بحرانی به جریان زیربحرانی تبدیل می‌شود. به دلیل نقش عوامل هیدرولیكی این پدیده در تعیین ویژگی‌های سازه‌ای حوضچه‌های آرامش نظیر طول و ارتفاع دیوارهای جانبی آن‌ها، تخمین نیمرخ طولی سطح آب در جهش هیدرولیكی از مسائل مورد علاقه مهندسان هیدرولیك بوده، به طوری كه تاكنون روابط متعددی برای محاسبه آن توسط محققان مختلف ارائه شده است. با این وجود پارامترهای مورد استفاده در روابط موجود، به لحاظ عملی قابل تعیین نبوده در نتیجه روابط ارائه شده نیز به لحاظ عملی غیرقابل استفاده بوده و در صورت استفاده دارای خطای قابل ملاحظه می‌باشند. در این تحقیق، ضمن معرفی طول پرش هیدرولیكی به صورت یك پارامتر بدون بعد و با استفاده از تعداد زیادی از داده‌های آزمایشگاهی كه توسط محققان مختلف بدست آمده و منتشر شده‌اند، یك معادله ساده و كاربردی برای تخمین نیمرخ طولی جهش هیدرولیكی با متوسط خطای 08/5 درصد نسبت به مقادیر واقعی اندازه‌گیری شده، ارائه شد. هم چنین مقایسه معادله جدید با روابط موجود نشان دهنده تخمین درست‌تر نتایج در بازه وسیعی از اعداد فرود (از 0/2 تا 3/11) می‌باشد.

The longitudinal profile of hydraulic jump is the main factor in the design of stilling basin side walls and its bottom thickness. Therefore, the study of jump profile is of great interest. Researchers have developed several methods for jump profile prediction, but in practice there are some parameters in these methods that make their measurement difficult. In this study, a new simple equation has been developed for prediction of hydraulic jump profile with the mean error of 5.08%. The length of hydraulic jump has been used as non-dimensionalization factor in this equation. The comparison of the new equation with the previous studies showed good agreement in a wide range of Froude numbers, from 2.0 to 11.3.