برآورد پروفیل سرعت در کانالهای روباز با جریان آشفته

برآورد پروفیل سرعت در کانالهای روباز با جریان آشفته

احمد طاهرشمسی- محمد سعید احدی- حسین بنکداری- , پنجمین کنگره ملی عمران, 14-16 اردیبهشت ماه 1389
پروفیل سرعت طولی جریان درون یک مقطع عرضی از یک کانال سالها مورد تحقیق پژوهشگران مختلف بوده است.نیکورادز در سال 1933 قانون توزیع سرعت لگاریتمی را برای پروفیل سرعت طولی جریان پیشنهاد کرد.پس از آن محققین دیگر قوانین دیگری را برای بیان پروفیل سرعت طولی ارائه کرده اند. طی دهه 1980 با پیشرفت تکنولوژی اشعه لیزر امکان اندازه گیری دقیقتر مولفه های سرعت جریان حاصل گردید و وقوع سرعت ماکزیمم در پایینتر از سطح آزاد آب (Dip phenomenon) را در کانالهای تنگ بوسیله نتایج آزمایشگاهی اثبات گردید. در چنین کانالهایی تاثیر شرایط غیر ایزوتروپی آشفتگی حائز اهمیت بوده و جریانهای ثانویه تیپ دو پرانتدل در مقطع وجود دارد. لذا قوانین توزیع سرعت لگاریتمی و اصلاحات پس از آن توانایی ارائه پروفیل سرعت در چنین کانالهایی را دارا نبودند.در حقیقت یک حرکت ثانویه ضعیف در مقطع عرضی و انتقال ممنتم ناشی از آن از طرف دیواره های کناری کانال به سمت مرکز کانال سبب می شود ماکزیمم سرعت طولی در پایینتر از سطح آزاد آب اتفاق افتد. موقعیت آن با نسبت سرعت متوسط به سرعت ماکزیمم، پارامتر توزیع سرعت، مکان وقوع سرعت ماکزیمم، ضرایت ممنتم و انرژی، و تابع چگالی احتمال پیوند یافته است و زیر بنای یک معادله توزیع سرعت به کمک مفاهیم انترپی و احتمالی گردیده است. در این تحقیق ابتدا بطور جامع به بررسی کتابخانه ای موضوع پرداخته می شود. در این مرحله اطلاعات ساده سازی های سایر محققین بویژه نتایج آزمایشگاهی آنان گردآوری میگردد.در ناحیه مرکزی کانال دو مولفه سرعت طولی و عمودی جریان غالب بوده در حالیکه در ناحیه نزدیک دیواره دو مولفه سرعت طولی و عرضی پر اهمیت تر می باشند.با نگرشی دو بعدی به ساده سازی معادلات ناویر استوکس پرداخته میشود و روابطی عددی برای برآورد پروفیل سرعت طولی جریان در سرتاسر مقطع عرضی کانال مستطیلی ارائه می گردد.این روابط با نتایج آزمایشگاهی جمع آوری شده در کانالهای تنگ و باز معتبر می گردد

منبع :شبکه اطلاع رسانی ساختمان ایران شاسا