بررسي ارتفاع امواج ضربه‌اي در تبديل‌هاي همگراي كانال‌ روباز

تبديل­هاي همگرا در جريان­هاي فوق بحراني كاربردهاي گسترده­اي دارند. از جمله آن مي­توان به انتقال جريان از كانال­هاي آبگير سدها به سرريزهاي تونلي، كاهش عرض كانال در تندآب­ها و كاهش زمان انتقال جريان در كانال­هاي انتقال سيلاب اشاره كرد. جريان فوق بحراني در تبديل­هاي همگرا همراه با ايجاد امواج ضربه­اي مي­باشد. در اين تحقيق ارتفاع امواج ضربه­اي در تبديل­هاي همگراي كانال روباز با مقاطع ذوزنقه­اي و مستطيلي با به­كارگيري مدل­هاي آزمايشگاهي مورد بررسي قرار گرفت. طول ديواره تبديل 1، 75/0 و 5/0 متر، نسبت همگرايي 1 به 2، 1 به 3 و 1 به 4 و زاويه شيب جانبي ديواره­ها 35، 45، 60، 70 و 90 درجه به­عنوان متغيرهاي هندسي و همچنين هفت عدد فرود مختلف در محدوده 23/925/3 به­عنوان متغير هيدروليكي آزمايش­ها در نظر گرفته شد. مقادير ارتفاع امواج ضربه­اي در نقاط مختلف جبهه موج اندازه­گيري گرديد. سپس اثر پارامترهاي بي­بعد به­دست آمده از تحليل ابعادي بر روي ارتفاع امواج ضربه­اي در طول تبديل بررسي شد. نتايج حاكي از آن بود كه در حالت كلي افزايش زاويه شيب جانبي ديواره تبديل، كاهش نسبت همگرايي، كاهش طول ديواره تبديل و همچنين افزايش عدد فرود جريان رابطه مستقيم با افزايش ارتفاع موج دارد. در نهايت رابطه­اي براي محاسبه ارتفاع امواج ضربه­اي در هر نقطه از تبديل­هاي همگرا براساس پارامترهاي بي­بعد با ضريب تبيين 89% ارائه شد. همچنين نتايج نشان داد كه طول ديواره تبديل مؤثرترين پارامتر هندسي بر روي ارتفاع امواج ضربه­اي مي­باشد.