تحلیل جریان گسسته مکانی برای کانال و سرریز جانبی با در نظر گرفتن افت انشعابی

سرریز جانبی و کانال انشعابی از انواع سازه های هیدرولیکی هستند که با اهداف مختلف در سیستم های انتقال آب و فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرند. اکثر مطالعات قبلی در این نوع جریان در حالت زیربحرانی و براساس نظریه دی- مارچی و فرض ناچیز بودن افت انرژی انجام شده و مطالعات در مورد جزئیات افت انرژی و تفکیک آن به افت انشعابی و اصطکاکی محدود می باشد. هم چنین به دلیل ویژگی های پیچیده هیدرولیکی این نوع جریان و تعداد زیاد پارامترهای موثر، روش های بررسی موجود اغلب برپایه داده های تجربی بوده است. تحقیق حاضر مبتنی بر ارائه رابطه تحلیلی برای تعیین پروفیل سطح در جریان گسسته مکانی با درنظر گرفتن افت ناشی از انشعاب جریان با استفاده از رابطه انرژی می باشد. با توجه به وجود افت انرژی قابل توجه در جریان فوق بحرانی، روابطی تجربی و هم چنین تحلیلی برای محاسبه افت ناشی از انشعاب جریان ارائه شده است و با فرض ثابت بودن سرعت در طول سرریز جانبی، از معادله دیفرانسیل حاکم بر جریان انتگرال گیری و پروفیل سطح آب به صورت یک رابطه صریح محاسبه شد. در جریان زیربحرانی نیز با صرف نظر از افت انشعابی و با فرض توزیع خطی سرعت در طول سرریز جانبی و کانال انشعابی، با انتگرال گیری از معادله انرژی، یک رابطه صریح برای پروفیل جریان بدست آمد. برای بررسی صحت روابط بدست آمده تحلیلی، از مجموعه داده های متفاوت آزمایشگاهی موجود استفاده شد. نتایج این تحقیق می تواند به شناخت بهتر مکانیزم افت ناشی از انشعاب در جریان گسسته مکانی و طراحی سازه های مربوطه کمک نماید.