Transisi lebar

Menyempitkan saluran menaikkan debit satuan tanpa menambah energi. Pada aliran subkritis muka air turun, dan ada satu lebar tersempit yang masih dapat dilewati. Di bawah itu aliran tersendat.

simulasiPenyempitan saluran, penampang persegi

satuanSI (m, m³/s)

q₂2,857 m²/s

yc₂0,941 m

Fr₂0,54

regimeSubkritis

lembarOC-05rev A

masukan

Sim	Besaran	Nilai
Q	Debit	12,0m³/s
b₁	Lebar hulu	5,0m
y₁	Kedalaman hulu	1,50m
b₂	Lebar hilir	4,2m

kondisi contoh

hasil

Subkritiscadangan energi 13,5%

Sim	Besaran terhitung	Nilai
y₂	Kedalaman hilir	1,426m
Fr₂	Froude hilir	0,536
E₁	Energi spesifik hulu	1,630m
E₂	Energi tersedia di hilir	1,630m
Emin	Energi minimum yang dibutuhkan	1,411m
yc₂	Kedalaman kritis hilir	0,941m
q₂	Debit satuan hilir	2,857m²/s
Fr₁	Froude hulu	0,417
Δzmax	Kenaikan dasar terbesar	0,220m
b₂min	Lebar tersempit	3,38m

yang perlu diperhatikan

Aliran subkritis: kedalaman turun sebesar 0,074 m melewati transisi. Arah inilah yang sering mengejutkan, karena menyempitkan 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 13,5 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	0,21960m	0,21960m	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 )

Penyempitan menaikkan debit satuan tanpa mengubah energi yang tersedia, sehingga kurva energinya bergeser ke kanan sementara garis energinya tetap. Itulah sebabnya lembar ini menggambar dua kurva sekaligus: satu untuk debit satuan hulu, satu untuk hilir. Titik operasinya berpindah dari kurva pertama ke kurva kedua pada garis energi yang sama.

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.