Phân tích cấu trúc xoáy và hiệu quả tiêu năng của nền nhám lăng trụ tam giác vuông đối với nước nhảy tự do dựa trên phương pháp số

Nước nhảy là cơ chế tiêu tán năng lượng quan trọng trong dòng chảy kênh hở, hiệu quả tiêu năng có thể được cải thiện đáng kể thông qua việc sử dụng các dạng đáy nhám được thiết kế riêng biệt. Trong số các dạng đáy nhám hiện có, nền nhám lăng trụ tam giác vuông tạo ra hiện tượng tách dòng mạnh và hình thành các cấu trúc xoáy phức tạp. Tuy nhiên, mối liên hệ cơ học giữa cấu trúc xoáy, động năng rối và quá trình tiêu tán năng lượng của nước nhảy trên loại nền nhám này vẫn chưa được làm rõ một cách hệ thống. Do vậy, nghiên cứu này sử dụng dữ liệu mô phỏng động lực học chất lỏng (CFD) đã được kiểm chứng để khảo sát, phân tích và đánh giá sự hình thành cấu trúc xoáy, tương tác của dòng chảy với đáy nhám và quá trình tiêu tán động năng rối trong nước nhảy tự do trên nền nhám lăng trụ tam giác vuông. Kết quả góp phần làm sáng tỏ cơ chế tiêu năng tăng cường do đáy nhám chi phối, đồng thời cung cấp cơ sở khoa học cho việc tối ưu thiết kế bể tiêu năng trong các công trình thủy lợi và thoát nước.