تحليل پرش هيدروليكي در مجراهاي بسته مستطيلي شيب دار با شيب مثبت با روش عددي

Numerical modelling of hydraulic jumps in rectangular closed conduits with positive slope

امروزه پرش هيدروليكي در مجراهاي شيب دار بسته كمتر مورد مطالعه قرار گرفته است و دليل آن مسائل ناشناخته علمي است. پرش هيدروليكي يك پديده جالب در علم مهندسي آب است. در اينجا جريان سيال از حالت فوق بحراني به حالت زير بحراني تبديل مي‌شود. در اين تحقيق، برطبق نتايج آزمايشگاهي ساير محققان، پرش هيدروليكي در يك مجراي بسته مستطيلي با شيب‌هاي مثبت مختلف به صورت عددي و تحليلي مورد بررسي قرار گرفته است. در روش عددي از نرم افزار فلوئنت براي نه مدل با شيب‌هاي مثبت 00/0، 01/0 و 02/0 استفاده شده است در اين روش عمق ثانويه پرش هيدروليكي، طول پرش، عمق جريان بلافاصله پس از مجرا و عمق جريان فراتر از خروجي مجرا لحاظ و پيش‌بيني گرديد. به دليل اعتبار بخشي روش عددي از داده‌هاي آزمايشگاهي ديگران مربوط به عمق آب فراتر از خروجي مجراي مستطيلي استفاده شد و نتايج اين روش با آنها مقايسه گرديد. نتايج اين مقايسه نشان داد كه جواب‌هاي بدست آمده از طريق اين روش با نتايج آزمايشگاهي ديگران مطابقت خوبي را با هم نشان مي‌دهند.

There is lack of study in the literature about hydraulic jump in closed sloping conduits. Hydraulic jump is an interesting phenomenon in water engineering science, where the flow changes from supercritical condition to subcritical one. In this research, the hydraulic jump in a closed conduit has been numerically investigated on different positive slopes. Several experimental data were collected from previous study to validate the result of numerical method. The Fluent commercial software was used to numerically simulate the nine closed conduit with positive slopes of 0.00, 0.01 and 0.02. The hydraulic jumps parameters such as hydraulic sequent depths, jump lengths, depths of flow immediately after the conduit and beyond the conduit outlet were predicted using numerical model and the provided results were compared with experimental data. A good agreement was observed between experimental data and numerical method