مطالعه آزمایشگاهی شاخص سرعت (نسبت سرعت متوسط به سرعت سطحی) و الگوهای سطحی جریان فوق بحرانی روی شیب تند با استفاده از LSPIV

اندازه گیری دبی جریان در آبراهه های روباز همواره یکی از مهم ترین دغدغه های متخصصین حوزه آب بوده است. رویکردی که اخیرا به عنوان یک گزینه غیرتماسی برای اندازه گیری جریان در مجاری روباز موردتوجه قرارگرفته است استفاده از روش های سرعت سنجی مبتنی بر تصویربرداری از سطح جریان می باشد. ازجمله این روش ها گونه ای از روش سرعت سنجی تصویری ذرات (PIV) موسوم به سرعت سنجی بزرگ مقیاس تصویری ذرات (LSPIV) است که به دلیل حذف ضرورت استفاده از لیزر طرفداران زیادی پیداکرده است. در این مطالعه برای اندازه گیری میدان دوبعدی سرعت بر روی سطح جریان فوق بحرانی روی شیب تند از LSPIV بهره گیری شد. بدین ترتیب که تعداد 24 آزمایش برای سه شیب مختلف (2، 6 و 10 درصد) و هشت مقدار مختلف نسبت ابعاد (7 تا 5/20) انجام و در هر آزمایش به مدت 60 ثانیه با فرکانس 125 فریم بر ثانیه تصویربرداری از سطح جریان صورت گرفت. از داده های سرعت حاصله برای محاسبه شاخص سرعت (VI) استفاده گردید. این شاخص برای تبدیل سرعت سطحی به سرعت متوسط مقطع و نهایتا اندازه گیری دبی جریان بکار می رود. تاثیر تغییرات نسبت ابعاد روی این شاخص مورد بررسی قرار گرفت. مقدار متوسط بدست آمده برای شاخص سرعت معادل 701/0 می باشد که با مقدار متداول 85/0 حدود 17 درصد اختلاف دارد. بعلاوه الگوهای سرعت متوسط زمانی سطح جریان برای حالات مختلف به صورت کمی مقایسه شد. با توجه به اینکه تاکنون شاخص سرعت غالبا برای شرایط زیربحرانی مطالعه شده است، نتایج این تحقیق می تواند برای اندازه گیری جریان های فوق بحرانی راهگشا باشد.