بررسي تاثير نوع شكل مانع بر روي خصوصيات امواج عرضي

The Study of Impact of Obstacle Shape on The Characteristics of Transverse Waves

در بسياري از مواقع مجموعه اي از موانع در مقابل مسير حركت جريان آب قرار مي گيرد. با عبور آب از بين اين موانع در پايين دست آنها گردابه ايجاد شده و از هم پوشاني گردابه ايجاد شده از هر كدام از موانع امواج سطحي عمود بر جهت جريان تشكيل مي شود. در تحقيق حاضر تاثير سه نوع شكل مانع بر روي تشكيل امواج عرضي مورد بررسي قرار گرفته است. براي اين منظور موانع استوانه اي، مكعبي (برخورد جريان به گوشه) و مكعبي (برخورد جريان به ضلع) استفاده شد. دبي ها 5، 15 و 25 ليتر بر ثانيه در نظر گرفته شد. كارگذاري موانع به صورت موازي با چهار آرايش مختلف 60×60، 120×60، 120×120 و 180×180 در نظر گرفته شد. در مجموع 36 آزمايش صورت پذيرفت. نتايج نشان داد كه شكل موانع تاثير زيادي بر روي تشكيل امواج عرضي دارد. بيشترين ميزان دامنه نسبي (A/H) (دامنه نسبي كه A: حداكثر دامنه امواج، H: عمق متوسط جريان) مربوط به موانع استوانه اي براي آرايش 120×60 در دبي پنج ليتر بر ثانيه و به ميزان 61.10 درصد و كمترين ميزان مربوط به موانع مكعبي براي برخورد جريان از ناحيه ضلع براي آرايش 180×180 در دبي 25 ليتر بر ثانيه و به ميزان شش درصد حاصل شد. روابطي به منظور تخمين عدد استراهال در شكل هاي مورد نظر با استفاده از نرم افزار SPSS ارائه گرديد. بر اساس روابط تجربي ارائه شده مشخص گرديد عدد استراهال با پارامتر (فاصله بين رديف هاي موانع به قطر موانع) در موانع استوانه اي نسبت مستقيم و در دو حالت موانع مكعبي مورد بررسي در اين تحقيق نسبت عكس دارد.

In many cases the collection of obstacles stand against water flow direction and by passing water through these obstacles, vortexes are created in downstream of them and by overlapping of these vortexes, surface waves perpendicular to the flow direction are formed. In this study the impact of obstacle shape on the characteristics of transverse waves are investigated. For this purpose, cylindrical obstacle and cubic obstacle are used. Discharges 5, 15 and 25 l/s and insertion of obstacles in parallel with ordering of 6060, 60120,120120 and 180180 are considered. Totally 36 experiments were performed. The results showed that the shape of obstacles has high impact on the formation of transverse waves. The maximum amount of relative amplitude (A H) ( A : The maximum wave amplitude , H : depth of flow) was occurred for cylindrical obstacle with amount of 61.10% in arrangement of obstacles of 60120 and discharge equal to 5 l/s and the minimum value of A H was occurred for cubic obstacle for side current collision with amount of 6.00% in arrangement of obstacles of 180180 and discharge equal to 25 l/s. Equations for estimating of Strouhal Number were presented, using SPSS software developed. According to presented equations, Strouhal number has direct comparison with P D (P: Distance between obstacles, D: Diameter of obstacles ) in cylindrical obstacles and has inverse comparison in two situations of cubic obstacles.