مطالعه هیدرودینامیک لایه اختلاطی محاط بر یک ناحیه جدایی جریان کم عمق با استفاده از روش SPIV- بخش دوم: مشخصات آشفتگی، ساختارهای لحظه ای و مکانی

در این مقاله الگوی جریان در امتداد لایه اختلاطی محاط بر یک ناحیه چرخشی، با استفاده از روش سرعت سنجی تصویری ذرات سطحی (SPIV) در موقعیت های مختلف اندازه گیری شده است. همچنین از تکنیک تزریق ماده رنگی اورانین در مجاورت نورUV برای آشکارسازی ساختارهای مکانی گردابه های آشفتگی در طول لایه اختلاطی استفاده شده است. نتایج اندازه گیری های صورت گرفته نشان می دهد که محدوده وقوع حداکثر مقدار انرژی جنبشی آشفتگی و همچنین تنش های رینولدز منطبق بر محدوده وقوع تغییر در رفتار لایه اختلاطی می باشد. بلافاصله در پایین دست مانع و در امتداد لایه اختلاطی، توزیع طیفی انرژی آشفتگی ضمن همخوانی مناسب با توزیع 3/5- کولموگروف، موید سه بعدی بودن جریان است. با حرکت به سمت پایین دست، توزیع طیفی انرژی آشفتگی در محدوده فرکانس های پائین، با شیب 3- تنزل می یابد که مشخصه اصلی ساختارهای آشفتگی دو بعدی سطحی می باشد. در محدوده باز اتصال مجدد و در انتهای لایه اختلاطی، مجددا شیب 3/5- مشخصه غالب توزیع فرکانسی انرژی جنبشی آشفتگی است که در این حالت، سه بعدی بودن جریان ناشی از نقش تنش برشی بستر و غلبه آن بر ساختارهای دوبعدی آشفتگی می باشد. وجود دو ناحیه چرخشی غیر همسو در پایین دست مانع، باعث تغییر در رفتار چرخشی گردابه های لحظه ای داخل لایه اختلاطی شده و همین پدیده علاوه بر تغییر در مشخصات لحظه ای، ساختار مکانی لایه اختلاطی را نیز تغییر می دهد.