مطالعه‌ي تحليلي اثر زبري بستر و نسبت اختلاط بر پرش هيدروليكي ايجاد شده در جريانهاي چگال شور

جريان چگال مي تواند طي يك پرش هيدروليكي به صورت سريع از جريان فوق بحراني به زير بحراني تغيير وضعيت دهد. چنين پديده اي پرش چگال نام دارد. پرشهاي هيدروليكي ايجاد شده در جريانهاي چگال (پرشهاي چگال)، نقش مهمي در تغييرات خصوصيات جريان چگال، و همچنين سيال محيطي (همانند مقدار سرعتها و غلظتها) دارند. در اين مقاله، پرش چگال با در نظر گرفتن زبري بستر، و نيز اختلاط سيال محيطي با جريان، مورد مطالعه تحليلي قرار گرفت و معادله اي جامع به منظور محاسبه ي نسبت عمقهاي مزدوج پرش به دست آمد، كه تابعي از عدد فرود چگالي بالادست پرش، نسبت اختلاط و نيز زبري نسبي مي باشد كه قابل كاربرد براي هر دو حالت بستر صاف و زبر است. علاوه برآن، معادلاتي جهت محاسبه ي حداكثر نسبت اختلاط، حداقل عدد فرود چگالي در مقطع ماقبل پرش، و همچنين حداكثر زبري نسبي، ارائه شده اند. لازم به ذكر است كه اين مقادير حدي، متناظر با حداقل مقدار ممكن نسبت عمقهاي مزدوج مي باشند. نشان داده شد كه با افزايش زبري بستر، علاوه بر كاهش نسبت عمق مزدوج ، ناحيه ي غلتان پرش نيز كوچكتر مي شود. ضمناً با افزايش نسبت اختلاط، نسبت عمقهاي مزدوج، ممكن است ابتدا افزايش يافته، و سپس كاهش يابد، يا اينكه كلاً يك منحني نزولي باشد. نهايتاً، رابطه اي جهت تعيين حداقل ارتفاع مانع نفوذناپذير به صورت تابعي از نسبت عمقهاي مزدوج  به دست آمد.