تاثیر شیب جانبی دیواره تبدیل همگرا بر روی پارامترهای هیدرولیکی امواج ضربه‌ای

تبدیل های همگرا در کانال های با جریان فوق بحرانی از جمله کانال های انتقال آب سدها به سرریزهای تونلی، تندآب ها و کانال های انتقال سیلاب کاربرد دارند. جریان فوق بحرانی در تبدیل های همگرا با تشکیل امواج ضربه ای همراه می باشد. تولید و توسعه این امواج به دلیل افزایش ارتفاع آب به اندازه چندین برابر عمق جریان ورودی و گسترش آن در محدوده وسیعی از کانال پایین دست و ناهموار ساختن سطح آب به لحاظ مهندسی نامطلوب بوده و هر گونه طراحی ضعیف کانال می تواند منجر به آبشستگی دیواره ها و کف کانال، آسیب رساندن به تجهیزات مسیر جریان و بالا بردن هزینه های مربوط به نگهداری و کاهش راندمان انتقال آب گردد. در تحقیق حاضر تشکیل امواج ضربه ای در تبدیل های همگرای کانال روباز با مقطع ذوزنقه ای با به کارگیری مدل های آزمایشگاهی و عددی بررسی شد. طول دیواره های تبدیل و زاویه شیب جانبی دیواره ها به عنوان متغیرهای هندسی در نظر گرفته شد. مقادیر ارتفاع و سرعت لحظه ای در نقاط مختلف امواج ضربه ای در تبدیل ها به ازای عدد فرود 7.26 و نسبت همگرایی 0.5 اندازه گیری شد. همچنین به منظور شبیه سازی سه بعدی از مدل آشفتگی rng kε در محیط flow3d استفاده گردید. نتایج حاکی از آن بود که افزایش زاویه شیب جانبی و کاهش طول دیواره تبدیل منجر به افزایش ارتفاع و سرعت موج ضربه ای می شود. میانگین خطای نسبی محاسبه پروفیل سطح آزاد امواج ضربه ای به ازای زوایای شیب جانبی 70-35 درجه و طول های 1 و 0.5 متر به ترتیب در محدوده 3.14-2.28 و 5.06-4.29 درصد بدست آمد. همچنین میانگین خطای نسبی محاسبه سرعت امواج ضربه ای به ازای شرایط فوق به ترتیب در محدوده 4.90-3.00 و 7.63-5.68 درصد بدست آمد.