مطالعه هیدرودینامیک لایه اختلاطی محاط بر یک ناحیه جدایی جریان کم عمق با استفاده از روش SPIV- بخش اول: ساختار جریان متوسط

لایه های اختلاطی یا برشی ساختارهای مهم هیدرودینامیکی هستند که در اغلب مسائل مهندسی هیدرولیک نقش مهمی در شکل گیری ساختار عمومی جریان داشته و علاوه بر آن پدیده هایی مانند انتقال رسوب، پخش آلودگی و تبادل مومنتم جریان های متوسط و آشفته را کاملا تحت تاثیر قرار می دهند. در این تحقیق، یک ناحیه چرخشی با استفاده از نصب یک مانع جانبی در کانال شکل گرفته و الگوی جریان در امتداد لایه برشی محاط بر ناحیه چرخشی با استفاده از روش سرعت سنجی تصویری ذرات با فرکانس 37 هرتز و در موقعیت های مختلف اندازه گیری شده است. نتایج اندازه گیری های صورت گرفته نشان می دهد که پدیده تشابه پروفیل های سرعت بی بعد شده در طول لایه اختلاطی، بر خلاف لایه اختلاطی کلاسیک تنها در فاصله اندکی از شروع ناحیه چرخشی و همچنین در محدوده باز اتصال مجدد حاکم می باشد. روند تغییرات ضخامت لایه اختلاطی نشان از وجود رفتار دوگانه در طول میدان دارد، به نحوی که از شروع لایه اختلاطی تا فاصله 5/3 برابر طول مانع جانبی به سمت پایین دست، ضخامت لایه بصورت غیرخطی رشد کرده و در ادامه ضمن وقوع افزایش شدید در ضخامت لایه، تا محل اتصال مجدد، ضخامت لایه بصورت خطی افزایش می یابد. شکل گیری دو ناحیه چرخشی مجزا و اندرکنش شدید آنها، عامل اصلی پدیده های هیدرودینامیکی مزبور می باشند