تأثير نسبت ابعاد مدل به نمونه اصلي در بار وارد بر سيلندر در مسائل جريان با سطح آزاد

The effect of aspect ratio of model to prtotypein the load acting on cylinderin free surface problems

براي بررسي تجربي و عددي مسائل با سطح آزاد بايد در ابتدا مسأله آناليز ابعادي شود. اين آناليز بدان علت انجام مي گيرد تا اعداد بدون بعد مسأله تعيين شوند. پس از تعيين اين اعداد در بررسي تجربي پديده، مجموعه آزمايشگاهي و نمونه بايد به گونه اي انتخاب شوند كه اعداد بدون بعد پديده اصلي در ابعاد واقعي با اعداد بدون بعد نمونه آزمايشگاهي يكي باشند. در مسائل سطح آزاد، متأسفانه در بررسي هاي تجربي تنها به يكي از اين اعداد توجه مي شود. بايد توجه داشت در صورتي كه در مطالعه تجربي همه اعداد بي بعد مد نظر قرار نگيرند، خود نتايج تجربي در ابعاد كوچك يا بزرگ نسبت به نمونه اصلي اختلاف زيادي دارند و اين اختلاف به ابعاد مدل بستگي دارد. با توجه به اين كه در ساليان اخير مسئله سيلندر قائم قرار گرفته در جريان سطح آزاد مورد توجه بسياري از محققين قرار گرفته است، لذا در اين تحقيق به بررسي تأثير ابعاد مدل در نتايج نيروي وارد بر مدل در مقايسه با نيروي وارد بر نمونه اصلي پرداخته شده است تا ميزان وابستگي خطاي مدل سازي روش آزمايشگاهي بر حسب مقياس مدل مشخص شود. اين تحقيق نشان مي دهد كه نتايج عددي مدل در صورت برقراري تشابه كامل بين نمونه اصلي و مدل در هر مقياسي با نتايج نمونه اصلي هم خواني دارد در صورتي كه نتايج روش آزمايشگاهي كه از تشابه غير كامل برخوردار است، بسيار وابسته به ابعاد مدل مي‌باشد.

The problem first must be dimensional analyized for considering analytic and dimensional problems with free surface. The reason for doing this study is that, nondimesional numbers to be determined. After determining these numbers in analitic considering, the collection of model and prototype must be choosen in a way that nondimensional numbers of prototype with nondimensional numbers of model be the same. In free surface problems, liquid is in touch with air and there are two fluids with different parameters, so there are many nondimensioal numbers in two phases. Unfortunatly in analitic considering the attention is paid only to one of these numbers. It must take into consideration if in analitic study all nondimensional numbers are not considering, it may the analitic results itself in small or big scale in ratio to the original sample have much diffrents with real amounts and the difference is depend on the scale of model.While a lot of scientistst have focused on the vertical surface-piercing circular cylinder in free surface flow,Therefore this research has paid attention to consider the effect of models scale on the results. This research shows that experimental results depend on scale of model.