Loncatan air

Aliran superkritis yang menabrak air tenang di hilir meredam energinya lewat loncatan. Kedalaman melompat dari y₁ ke y₂, dan selisih energinya hilang sebagai turbulensi.

simulasiLoncatan air — saluran persegi mendatar

skala1 : 20

satuanSI (m, m/s)

q2,10 m²/s

Fr₁4,08

regimeLoncatan berosilasi

lembarOC-01rev A

masukan

Sim	Besaran		Nilai
y₁	Kedalaman hulu		0,30m
V₁	Kecepatan hulu		7,0m/s

kondisi contoh

tampilan

hasil

Sim	Besaran terhitung	Nilai
Fr₁	Bilangan Froude hulu	4,08
y₂	Kedalaman konjugat	1,59m
V₂	Kecepatan hilir	1,32m/s
Fr₂	Froude hilir	0,34
E₁	Energi spesifik hulu	2,80m
E₂	Energi spesifik hilir	1,68m
ΔE	Energi teredam	1,121m
	Persentase teredam	40,1%
Lj	Panjang loncatan	9,5m
q	Debit satuan	2,10m²/s

kondisi

Loncatan berosilasi2,5 ≤ Fr₁ < 4,5

Pancaran masuk berosilasi naik-turun dan menimbulkan gelombang yang menjalar jauh ke hilir. Kondisi ini paling dihindari dalam desain kolam olak.

yang perlu diperhatikan

Perhatikan gulungan di daerah loncatan: pancaran masuk berosilasi naik-turun dan gelombangnya menjalar jauh ke hilir. Meski energi yang teredam sudah 40 persen, gelombang sisa inilah yang biasanya merusak tebing di hilir — dan karena itu rentang ini dihindari dalam desain kolam olak.

verifikasi

5 dari 5 pemeriksaan lolos

Nilai acuan berasal dari luar aplikasi ini. Kolom hitungan dievaluasi saat halaman digambar, jadi tabel ini ikut berubah bila modelnya berubah.

Yang diperiksa	Jenis	Acuan	Nilai acuan	Hitungan	Selisih
Kedalaman konjugat pada Fr₁ = 5, y₁ = 1 m	Nilai terbitan	Belanger, dikutip Chow (1959) Bab 15	6,588723m	6,588723m	< 0,0001%
Pada Fr₁ = 1 kedalaman tidak berubah	Sifat matematis	Batas keberlakuan persamaan Belanger	0,3000m	0,3000m	nol
Pada Fr₁ = 1 tidak ada energi yang teredam	Sifat matematis	Sifat loncatan: tanpa lompatan tidak ada kehilangan	0,000000m	0,000000m	nol
Energi teredam sama dengan selisih energi spesifik	Konsistensi silang	Dua jalur perhitungan yang harus bertemu	1,12063m	1,12063m	< 0,0001%
Menghitung balik dari hilir mengembalikan kedalaman hulu	Pulang pergi	Persamaan Belanger berlaku dua arah	0,30000m	0,30000m	nol

Seluruh pemeriksaan ini juga tersedia sebagai berkas uji yang dapat dijalankan sendiri dengan perintah npm test.

dasar perhitungan

Fr₁ =V₁√(g · y₁)

y₂y₁= ½ · ( √(1 + 8 · Fr₁²) − 1 )

ΔE =(y₂ − y₁)³4 · y₁ · y₂

Persamaan kedua adalah bentuk Belanger, diturunkan dari kekekalan momentum pada saluran persegi mendatar dengan mengabaikan gesekan dasar di sepanjang loncatan. Perlu dicatat bahwa persamaan ini hanya memberi kedalaman di kedua ujung loncatan, bukan bentuk permukaan di antaranya — karena itu bagian dalam loncatan pada gambar digambar dengan titik rapat, bukan garis menerus. Panjang loncatan memakai pendekatan empiris umum L ≈ 6·y₂.

rujukan

01Chow, V.T. (1959). Open-Channel Hydraulics. McGraw-Hill. Bab 15 — Hydraulic Jump and Its Use as Energy Dissipator.
02Peterka, A.J. (1978). Hydraulic Design of Stilling Basins and Energy Dissipators. USBR Engineering Monograph No. 25.
03USACE (1992). Hydraulic Design of Spillways, EM 1110-2-1603.
04Henderson, F.M. (1966). Open Channel Flow. Macmillan.