بررسی نیروی برشی، لایه‌ مرزی و پدیده‌ کاویتاسیون در حوضچه‌ آرامش واگرای ناگهانی با بستر زبر

پرش‌ هیدرولیکی از نوع جریان‌های متغیر سریع است که در فاصله‌ کوتاهی، جریان از حالت فوق ‌بحرانی به زیربحرانی تغییر می‌کند. در سال‌های اخیر مشخص شده است ایجاد واگرایی، حضور زبری یا ایجاد شیب در کف حوضچه‌ آرامش، در کاهش ابعاد پرش، موثر و از نظر اقتصادی نیز به‌صرفه است. در این پژوهش، تاثیر واگرایی ناگهانی بر مشخصات پرش ‌هیدرولیکی در حضور زبری سنگ‌ریزه‌ای در کانال مستطیلی به طول 8، عرض 0.4 و ارتفاع 0.6 متر بررسی شد. ییی. نسبت واگرایی در این مطالعه در محدوده‌ 1≤b≤2 و زبری ‌نسبی در محدوده‌ 0≤k_s/d_1≤0.9 بود. اعداد فرود در محدوده‌ 4.9 تا 9.5 و دبی 30تا 50 لیتر بر ثانیه انجام شد. ضخامت لایه‌ مرزی بی‌بعد (δ⁄b) در حالت بستر واگرا و زبر، 0.51 محاسبه شد که در مقایسه با مقدار 0.16 برای بستر صاف، قابل ملاحظه بود. در صورتی که از هر دو متغیر زبری و واگرایی ناگهانی استفاده شود، مقدار ضریب نیروی برشی در بهترین حالت (در نسبت واگرایی 2 و اندازه‌ زبری 2.2 سانتی‌متر) به‌طور میانگین، 14.7 برابر ضریب نیروی برشی در پرش کلاسیک است. نوسانات آب و تغییرات فشار توسط پیزومترهای نصب‌شده‌ کف حوضچه‌ ‌آرامش اندازه‌گیری شد. ییی نتایج، نبود کاویتاسیون در این آزمایش‌ها را نشان داد.