بررسی خصوصیات نوسانات سطحی جریان عبوری از موانع با استفاده از اعداد بی بعد روشکو و اورسل

در اثر برخورد جریان با موانع موجود در مسیر خود، پدیده گردابه ایجاد می شود. در صورت برابری بسامد گردابه های ایجادشده با بسامد نوسانات طبیعی، پدیده ی تشدید رخ داده و نوسانات سطحی عمود بر جریان با بیشترین دامنه موج به وجود می آید. در این تحقیق به منظور بررسی خصوصیات موج عرضی حاصل از گردابه منتشرشده از موانع، 135 مانع استوانه ای به قطر 20 میلی متر در 5 حالت مختلف در فلوم آزمایشگاهی چیده شدند. در مجموع 900 آزمایش انجام شد که متغیرهای آن دبی جریان، عمق متوسط جریان، شیب کانال و فواصل طولی و عرضی موانع بود. در هر آزمایش پس از تشکیل نوسانات عرضی، خصوصیات مربوط به آنها شامل دامنه و بسامد موج ضبط گردید. سپس متغیرهای موثر بر خصوصیات امواج عرضی و تاثیرات آن ها بر اعداد بی بعد دخیل بررسی شد. نتایج حاکی از آن بود با افزایش دبی جریان، حداکثر دامنه موج در اثر تشدید در عمق متوسط جریان بزرگتری رخ می دهد و مقدار آن نیز افزایش می یابد. همچنین در اکثر حالت ها با تغییر فاصله طولی بین موانع، روند تغییرات روشکو نسبت به افزایش اورسل در ابتدا صعودی و پس از رسیدن به یک محدوده ی خاص از عدد اورسل حالت معکوس به خود می گرفت؛ ضمن آنکه هرچه دبی جریان بیشتر می شد، سرعت تغییرات اورسل نسبت به روشکو کاهش می یافت. در نهایت با استفاده از آنالیز ابعادی و نرم افزار آماری، رابطه ای بین اعداد بی بعد روشکو با اورسل و فرود جریان برای هر یک از مدهای I و II پیشنهاد شد و صحت روابط با مجذور ضریب همبستگی بیش از 92/0 مورد تایید قرار گرفت.