بررسی تاثیر زاویه واگرایی حوضچه آرامش و موقعیت آب‌پایه بر خصوصیات پرش هیدرولیکی با مدلسازی عددی

حوضچه‎های آرامش واگرا به دلیل کارایی هیدرولیکی قابل‎قبول و داشتن نقش تبدیل بین سازه بالادست و پایین دست، مورد توجه طراحان هستند. در مقاله حاضر به کمک شبیه‌سازی عددی در نرم‌افزار فلوئنت، تاثیر آب‎پایه انتهایی بر مشخصات پرش هیدرولیکی و استهلاک انرژی در حوضچه‌های آرامش واگرای تدریجی مطالعه می‌گردد. برای انجام این کار حوضچه‌ای با دو زاویه مختلف واگرایی و چهار موقعیت مختلف آب‌پایه در محدوده عدد فرود 4 تا 8 مدل‌سازی شد. مطابق نتایج با افزایش میزان واگرایی، عمق ثانویه و طول پرش کاهش و استهلاک انرژی افزایش می‌یابد. هم‌چنین هرچه آب‎پایه به ابتدای حوضچه نزدیک‌تر باشد عمق ثانویه، طول پرش و استهلاک انرژی کم‌تر و در نقاط نزدیک، پرش ایجاد شده نوسانی خواهد بود. بر اساس نتایج کمی، در یک واگرایی مشخص، موقعیت آب‎پایه می‎تواند تا 20% کاهش عمق ثانویه، تا 90% افزایش میزان استهلاک انرژی و تا 26% کاهش طول پرش را به همراه داشته باشد.

Numerical Simulation of Effect of Expansion Angle and Endsill Location on the Hydraulic Jump in Gradually Expanding Stilling Basins

Expanding stilling basins not only are effective energy dissipators, but also appropriate translations between hydraulic structures. Hence, the present study aims at numerical simulation of the effect of endsill location on the energy dissipation. Doing so, Fluent software was employed and hydraulic jump under two divergence angels and four endsill locations in the range of 4 to 8 Froude number was examined. According to the results, for larger expansion angles, the sequent depth and jump length are lower and energy dissipation is much more. Moreover, as the endsill closes to the basin’s entrance, the lower sequent depth, shorter jump, and less energy dissipation are observed. For very close locations more instability in the flow surface are seen. Results showed that for a given expansion angel, improving the location of the endsill can decease 20% the conjugate depth, enhance 90% the amount of energy dissipation, and reduce 26% the jump length.