طراحی سازه تبدیل جهت انتقال مستقیم رژیم جریان از فوق بحرانی به زیر بحرانی

به منظور کاهش انرژی جریان عبوری از روی سرریزها و محافظت نواحی پایین دست این سازه ها، افزایش سطح آب در کانال ها، افزایش دبی خروجی از زیر دریچه ها، کاهش زیر فشار در سازه های آبی و افزایش عمق آب در محدوده سازه و ایجاد یک سطح مقطع کنترل به منظور اندازه گیری دبی جریان، باید رژیم جریان از فوق بحرانی به زیربحرانی تبدیل شود. تبدیل سریع رژیم جریان با انبساط سریع، توام با آشفتگی و چرخش سطحی آب و افت انرژی موضعی زیاد همراه است که باعث ایجاد پدیده پرش هیدرولیکی می گردد. پرش هیدرولیکی از نوع جریان های متغیر سریع بوده و کنترل و مهار آن الزامی است. در صورتی که انرژی جریان در مسیر حرکت به طور تدریج، یکنواخت و به آرامی کاهش یابد، پرش هیدرولیکی محدود می شود. بدین منظور می توان با تعریف یک سازه تبدیل مناسب در ناحیه انتقال، به تبدیل رژیم جریان از فوق بحرانی به زیر بحرانی بدون پرش هیدرولیکی پرداخت. در این تحقیق به ارائه یک مدل تحلیلی برای تعیین پروفیل سطح سازه با شیب منفی در ابتدا و شیب مثبت در انتها در شرایط هیدرولیکی مختلف برای اعداد فرود در محدوده 1.5 تا 7 در سازه های هیدرولیکی شبکه های آبیاری و زهکشی، پرداخته می شود. مبنای این مدل استفاده از معادله انرژی می باشد. نتایج نشان می دهد، پس از یک مقدار مشخص از طول سازه، عمق پایین دست دیگر تابعی از طول سازه نیست و این عمق همواره بیشتر از عمق ثانویه پرش هیدرولیکی معادل با این شرایط می باشد. هر چند میزان اتلاف انرژی بر روی سازی در مقایسه با پرش هیدرولیکی معادل کاهش می یابد.