Transisi elevasi dasar

Ambang di dasar saluran mengambil sebagian energi yang tersedia di hilir. Pada aliran subkritis, muka air justru turun saat melewatinya. Kalau ambangnya terlalu tinggi, energinya tidak lagi cukup dan aliran menjadi tersendat.

simulasiAmbang di dasar saluran, penampang persegi

satuanSI (m, m³/s)

q₂2,400 m²/s

yc₂0,837 m

Fr₂0,51

regimeSubkritis

lembarOC-07rev A

masukan

Sim	Besaran	Nilai
Q	Debit	12,0m³/s
b₁	Lebar dasar	5,0m
y₁	Kedalaman hulu	1,50m
Δz	Kenaikan dasar	0,150m

kondisi contoh

hasil

Subkritiscadangan energi 15,2%

Sim	Besaran terhitung	Nilai
y₂	Kedalaman hilir	1,309m
Fr₂	Froude hilir	0,512
E₁	Energi spesifik hulu	1,630m
E₂	Energi tersedia di hilir	1,480m
Emin	Energi minimum yang dibutuhkan	1,256m
yc₂	Kedalaman kritis hilir	0,837m
q₂	Debit satuan hilir	2,400m²/s
Fr₁	Froude hulu	0,417
Δzmax	Kenaikan dasar terbesar	0,374m
b₂min	Lebar tersempit	3,91m

yang perlu diperhatikan

Aliran subkritis: kedalaman turun sebesar 0,191 m melewati transisi. Arah inilah yang sering mengejutkan, karena menaikkan dasar saluran pada aliran subkritis justru menurunkan muka air, bukan menaikkannya. Cabang atas kurva energi menjelaskannya: energi tersedia yang lebih kecil berarti kedalaman yang lebih kecil. Cadangan sebelum tersendat 15,2 persen.

verifikasi

6 dari 6 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
Kenaikan dasar terbesar sama dengan E₁ dikurangi 1,5 kali kedalaman kritis	Nilai terbitan	Chow (1959) Bab 3, syarat aliran tersendat	0,37442m	0,37442m	nol
Tepat pada kenaikan dasar terbesar, bilangan Froude menjadi satu	Sifat matematis	Definisi kondisi kritis pada penampang tersendat	1,00000	1,00000	< 0,0001%
Energi spesifik kekal dikurangi kenaikan dasar	Konsistensi silang	Kekekalan energi pada transisi tanpa gesekan	1,63048m	1,63048m	< 0,0001%
Tanpa perubahan apa pun, kedalaman hilir sama dengan hulu	Sifat matematis	Keadaan batas yang harus dipenuhi model	1,50000m	1,50000m	< 0,0001%
Mencari kedalaman dari energi lalu kembali menghasilkan angka semula	Pulang pergi	Persamaan energi spesifik dibalik dengan metode bagi dua	1,500000m	1,500000m	< 0,0001%
Aliran tetap pada cabangnya selama belum tersendat	Perilaku	Aliran tidak dapat berpindah cabang tanpa melewati kondisi kritis	1	1	nol

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

dasar perhitungan

E = y +q²2 · g · y²E₂ = E₁ − Δz

Emin = 1,5 · ycΔzmax = E₁ − Emin₂

b₂min =Q√( g · ( E₂ / 1,5 )³ )

Gesekan pada bentang transisi diabaikan, sebagaimana lazimnya pada perhitungan transisi pendek, sehingga garis energi digambar mendatar. Yang berlaku hanya kekekalan energi spesifik dikurangi kenaikan dasar. Kedalaman hilir dicari dari energi yang tersedia dengan metode bagi dua, dan cabang yang dipakai ditentukan oleh keadaan aliran masuknya: aliran tidak dapat berpindah dari cabang subkritis ke superkritis tanpa melewati kondisi kritis lebih dulu.

rujukan

01Chow, V.T. (1959). Open-Channel Hydraulics. McGraw-Hill. Bab 3, Energy and Momentum Principles.
02Henderson, F.M. (1966). Open Channel Flow. Macmillan. Bab 2.
03Sturm, T.W. (2010). Open Channel Hydraulics, edisi ke-2. McGraw-Hill.
04USGS (1988). Basic Hydraulic Principles of Open-Channel Flow, Open-File Report 88-707.