بررسي تجربي ساختار جريان تك موج عبوري از روي يك مانع مستطيلي با استفاده از تكنيك PIV

Experimental Investigation of Flow Structure of Passing Solitary Wave over A Rectangular Obstacle using PIV Techniques

يكي از روش هاي حفاظت از سواحل استفاده از موج شكن ها و موانع مغروق است موج شكن ها با ايجاد جريان هاي آشفته و گردابي باعث مستهلك شدن بخش اعظمي از انرژي موج مي شوند در پژوهش حاضر با قرار دادن يك مانع مستطيلي در برابر تك نوج به تشكيل و گسترش گردابه هاي ايجاد شده با استفاده از تكنيك (PIV(Particle Image Velocimetry پرداخته شده است نتايج PIV نشان مي دهد با نزديك شدن موج به مانع به علت جدايش جريان دو گردابه در اطراف لبه ابتدايي (1) و انتهايي (2) مانع تشكيل شده و با نزديك تر شدن موج به مانع اين گردابه ها گسترش پيدا كرده و اندازه آنها بزرگ تر مي شوند با رسيدن گردابه ي تشكيل شده در لبه ابتدايي (1) مانه به انتهاي مانه دو گردابه با يكديگر تركيب شده و در نتيجه گردابه بزرگ تري را تشكيل مي دهند در ادامه با استفاده از حسگرهاي ارتفاع سنج موج ميزان كاهش ارتفاع موج قبل و بعد مانع اندازه گيري شده و نتايج نشان مي دهد وجود مانع سبب كاهش 3% ارتفاع موج نسبت به حالت بدون مانع شده است در نهايت با محاسبه انتگرال فشار و شار اندازه حركت از نتايح PIV حول مانع ميزان نيروي پساب وارد شده به مانع بدست مي آيد.

Breakwater or submerged obstacle is one of the methods used for protection of the coast. Breakwaters cause dissipation of wave energy by generation of turbulence flow and vortices. In this study, by insert a rectangular obstacle against a solitary wave, the generation and evolution of vortices have been investigated by using Particle Image Velocimetry (PIV) technique. The PIV results show due to flow separation, two vortices are formed around the front and back edges of the obstacle when the solitary wave approaches the obstacle. The closer the wave approaches the obstacle, the larger the vortices are. When the formed vortex over the front edge of the obstacle approaches its end, these two vortices are merged together and form a larger vortex. In the following, the reduction of wave height before and after the obstacle is measured through a wave gage altimeter sensor. The results show the existence of obstacle decreases up to 3% of wave height in comparison to that without obstacle. Finally, by integrating pressure and momentum flux from the PIV results around the obstacle, the drag force applied to the obstacle is obtained.