بررسي مشخصات پرش هيدروليكي مستغرق و توسعه‌ي روابطي جديد براي برآورد خصوصيات آن

Evaluate and develop new relationships to estimate submerged hydraulic jump characteristics

در اين پژوهش، يك مطالعه آزمايشگاهي به‌منظور توسعه روابطي جديد و با دقت مناسب براي برآورد مشخصات پرش هيدروليكي مستغرق انجام شده است. آزمايش‌ها در يك فلوم آزمايشگاهي با مقطع مستطيلي با طول 9 متر، عرض 5/0 متر و عمق 45/0 متر انجام شده است. اين آزمايش‌ها در محدوده اعداد فرود بين 5/3 تا 5/11 و همچنين نسبت‌هاي استغراق هاي 1/0 تا 4 تنظيم شده است. بر اساس نتايج بدست آمده، نيمرخ سطح آب در اعداد فرود و در نسبت استغراق هاي مختلف مورد بررسي قرار گرفته است. همچنين روابطي با دقت مناسب براي برآورد مشخصاتي همچون طول پرش مستغرق، عمق استغراق روي دريچه و همچنين افت انرژي نسبي توسعه يافته است. نتايج نشان داد كه در يك عدد فرود معين، طول پرش هيدروليكي مستغرق و افت انرژي نسبي پرش مستغرق به ترتيب بيشتر و كمتر از اين مشخصات براي پرش هيدروليكي آزاد است. به‌علاوه اينكه براي پرش مستغرق، در يك عدد فرود معين با افزايش نسبت استغراق، طول پرش و عمق استغراق روي دريچه افزايش و افت انرژي نسبي آن كاهش مي­يابد. در پايان نيز با انجام تحليل حساسيت روابط توسعه‌يافته، ميزان تأثير پارامترهاي حاكم بر تغييرات عمق استغراق روي دريچه و افت انرژي نسبي تعيين گرديد.

In this research, in order to develop new relationships with reasonable accuracy for estimation of the ‎submerged hydraulic jump characteristics, a study has been conducted experimentally. Experiments have ‎been done in a rectangular channel with a length of 9 m, a width of 0.5 m and a depth of 0.45 m. Froude ‎numbers in these tests range from 3.5 to 11.5 and between submergence ratios of 0.1 to 4. According to the results, the water surfaces profiles have been obtained in different Froude numbers and submergence ‎ratios. Also, some relationships with high accuracy to estimate such characteristics as jump length, ‎submerged depth on the gate, and the relative energy loss have been developed. The results also showed ‎that, in a given Froude number, length and relative energy loss for submerged hydraulic jump are, respectively, more and less than those for free hydraulic jumps. In addition, for submerged hydraulic jump, ‎at a given Froude number, by increasing the submergence ratio, the jump length and submergence depth on the gate increases and relative energy loss decreases. Finally, using sensitivity analysis technique, the ‎effectiveness of dominant parameters on the developed expressions on the changes in submergence depth ‎on the gate parameters and relative energy loss has been determined.