بررسي آزمايشگاهي ميدان جريان توسط جت‌هاي آفست دوگانه

Experimental Investigation of Flow Field Due to Dual Offset Jets

در مقالۀ حاضر بررسی میدان جریان شكل گرفته توسط جت‌های دوگانۀ آفست و ارتباط آن با فرایند آبشستگی در مراحل ابتدایی تشكیل حفرۀ آبشستگی بررسی شد. برای این منظور دو آزمایش با عدد فرود مصالح متفاوت در شرایط عمق پایاب زیاد بر روی بستر صلب انجام شد و نتایج مطالعات میدان جریان بر روی بستر صلب با آزمایشات آبشستگی مقایسه شد. مطابق نتایج این تحقیق پارامترهایی مناسب برای بی­بعد سازی و رسیدن به پروفیل‌های خود متشابه در عمق جریان، میزان افت حداكثر سرعت در طول جریان، میزان توسعۀ عمقی جت و پارامترهای نوسانی سرعت از جمله: نوسانات مؤلّفۀ­های طولی و عمقی سرعت و تنش‌های رینولدز ارایه شدند كه هماهنگی خوبی بین پروفیل‌های بی­بعد ارایه شده در این تحقیق و نتایج ارایه شده توسط سایر محققان وجود داشت. بررسی تنش‌های رینولدز وارد بر بستر نشان داد كه روند تغییرات تنش‌های برشی با استفاده از سه روش استفاده شده تقریبا یكسان بوده و تخمین تنش برشی وارد بر بستر با استفاده از نوسانات عمقی سرعت بیشترین مقدار تنش برشی وارد بر بستر را نشان می­دهد. علاوه­براین اختلاف بین مقادیر تنش برشی محاسبه شده از سه روش مورد مطالعه، برای نواحی با تنش برشی بیشتر، بیشتر است. از میان پارامترهای متعددی كه برای تعیین ارتباط بین میزان آبشستگی و پارامترهای آشفتگی نزدیك كف بررسی شد، تنش برشی وارد بر بستر، محاسبه شده از تنش رینولدز، بیشترین هماهنگی را با فرایند آبشستگی داشته و پارامترهایی همچون زوایای اعمال پدیده­های بیرون­رانی و جاروبی و نیز احتمال ایجاد پدیده­ها، پارامترهای مناسبی برای تعیین حاكمیت پدیده­های چهارگانه و تأثیرات آنها بر فرایند انتقال رسوب نیستند.

In this research the flow field and the correlation between the flow field and scour due to double jets in the preliminary stages are investigated. Two experiments were conducted with different densimetric Froude number in fixed bed and high tailwater depth condition. Comparisons between scour process and flow field are presented. According to the results of this research, appropriate parameters are presented to find the non-dimension at profiles, non-dimensional velocity decay, and velocity development in flow depth and non-dimensional form of velocity fluctuation such as velocity fluctuation component in vertical and streamwise directions and Reynolds stresses. Good agreement was found between present data and previous researchers data. The Reynolds stress investigations show that, the shear stress variation using different methods are approximately the same and the estimation of the shear stress with vertical velocity fluctuation gives larger values. In addition, difference between the bed shear stress estimation using different methods are large in the regions with higher values. The estimation of shear stress with Reynolds stresses has better correlation with scour process. The angles of ejection and sweep events do not have good correlation with scour process.