شبیه‌سازی عددی پرش هیدرولیکی بر روی سطوح موج‌دار

یکی از راه‌های بهینه کردن مشخصه‌های هندسی پرش هیدرولیکی ایجاد سطح موج‌دار در محل پرش است به‌طوری‌که سطح موج‌دار با به‌وجود آوردن اختلاط شدید در جریان باعث افزایش تنش رینولدز و اصطکاک بستر می‌شود. در این حالت پرش هیدرولیکی برای تشکیل به عمق پایاب کم‌تری نیاز داشته و در نتیجه طول پرش به شکل معنی‌داری کاهش می‌یابد. در این پژوهش با استفاده از نرم‌افزار flow-3d و به‌کارگیری روش حجم سیال (vof) در تحلیل جریان آزاد و مدل‌های تلاطمی k-? و rng k-? شبیه‌سازی عددی پرش هیدرولیکی بر روی سطح موج‌داری با ارتفاع زبری 13 میلی‌متر، فواصل بین زبری 68 میلی‌متر، در اعداد فرود 5/8-5/3 انجام شد و با نتایج به‌دست آمده از بررسی‌های آزمایشگاهی توسط پژوهش‌گران مختلف مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج توانایی مدل rng k-? را در تخمین عمق ثانویه، طول پرش و توزیع سرعت را به‌خوبی نشان می‌دهد. ضریب تنش برشی برآورد شده توسط مدل عددی به نتایج به‌دست آمده از بررسی‌های آزمایشگاهی بسیار نزدیک بوده و به‌طور متوسط 8 برابر مقدار آن در پرش هیدرولیکی بر روی سطوح صاف برآورد شده است. با توجه به نتایج به‌دست آمده، مدل آشفتگی rng k-? در مقایسه با مدل k-? در مدل‌سازی پرش هیدرولیکی بر روی سطح‌های موج‌دار از دقت بالایی برخوردار است.واژه‌های کلیدی: پرش هیدرولیکی، سطح‌های موج‌دار، شبیه‌سازی عددی، حجم محدود، k-? rng