بررسي خصوصيات نوسانات سطحي جريان عبوري از موانع با استفاده از اعداد بي‌بعد روشكو و اورسل

در اثر برخورد جريان با موانع موجود در مسير خود، پديده گردابه ايجاد مي‌شود. در صورت برابري بسامد گردابه‌هاي ايجادشده با بسامد نوسانات طبيعي، پديده‌ي تشديد رخ‌داده و نوسانات سطحي عمود بر جريان با بيشترين دامنه موج به وجود مي‌آيد. در اين تحقيق به‌منظور بررسي خصوصيات موج عرضي حاصل از گردابه منتشرشده از موانع، 135 مانع استوانه‌اي به قطر ۲۰ ميلي‌متر در 5 حالت مختلف در فلوم آزمايشگاهي چيده شدند. در مجموع 900 آزمايش انجام‌شد كه متغيرهاي آن دبي جريان،عمق متوسط جريان، شيب كانال وفواصل طولي وعرضي موانع بود.درهرآزمايش پس از تشكيل نوسانات عرضي، خصوصيات مربوط به آنها شامل دامنه و بسامد موج ضبط گرديد. سپس متغيرهاي مؤثر بر خصوصيات امواج عرضي و تأثيرات آن‌ها براعدادبي‌بعد دخيل بررسي شد. نتايج حاكي از آن بودبا افزايش دبي جريان، حداكثر دامنه موج در اثر تشديد در عمق متوسط جريان بزرگتري رخ مي‌دهد و مقدار آن نيز افزايش مي‌يابد. همچنين در اكثر حالت‌ها با تغيير فاصله طولي بين موانع، روند تغييرات روشكو نسبت به افزايش اورسل در ابتدا صعودي و پس از رسيدن به يك محدوده‌ي خاص از عدد اورسل حالت معكوس به خود مي‌گرفت؛ ضمن آنكه هرچه دبي جريان بيشتر مي‌شد، سرعت تغييرات اورسل نسبت به روشكو كاهش مي‌يافت. در نهايت با استفاده از آناليز ابعادي و نرم‌افزار آماري، ُعد روشكو با اورسل و فرود جريان براي هر يك از مدهاي I و II پيشنهاد شد و صحت روابط با رابطه‌اي ‌با مجذور ضريب همبستگي بيش از 0.92 موردتاييد قرارگرفت.