ارزیابی فراکتال سریهای زمانی جریان چگال در فلوم

جریان های چگال مانند بسیاری دیگر از پدیده های ژئوفیزیک ماهیت غیرخطی دارند و در چارچوب و مبانی نظری سیستم های غیر خطی قابل تعریف و تفسیر هستند. سیستم های غیر خطی پدیده های پیچیده و حساس به شرایط اولیه هستند. برای بررسی دینامیک غیرخطی جریان‌های چگالی در فلوم‌ها و تغییرات آن‌ها در اثر تغییرات القایی شرایط اولیه، از شاخص‌های تحلیل چندفراکتالی شامل طیف تکینگی و بعد فراکتالی استفاده می‌شود. در این تحقیق با تغییر غلظت، شیب و دبی جریان چگال در فلوم، شاخص‌های فراکتالی سری‌های زمانی جریان‌ مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با کاهش بعد فراکتال، در واقع دبی، شیب و چگالی جریان متراکم افزایش یافته است. هنگامی که چگالی ورودی از kgm-3 1005 به kgm-3 1008 تغییر می کند، بعد فراکتال سری زمانی سرعت 4.2٪ کاهش می یابد و دامنه و زاویه α، استخراج شده از طیف تکینگی، 9.7٪ کاهش و 9.8٪ افزایش می یابد. ، به ترتیب. علاوه بر این، زاویه چرخش ضریب مقیاس 6.7٪ کاهش می یابد و تمایل سیستم به چند فراکتالی کاهش می یابد.

fractal assessment of time series of density currents in flume

introduction:density currents formed due to the difference in density, however small, with the surrounding fluid. in addition, even if this density difference exists in the layers of a fluid, this type of flow formed. these currents are a type of two-phase currents that have special and different characteristics compared to normal single-phase currents. hydrological and hydraulic phenomena known as chaotic, non-linear, dependent and sensitive systems to the change of the initial conditions and the temporal and spatial scale of the study. for this reason, any processing of hydrological time series has a direct effect on the chaotic behavior and the way the system responds to hydrological models and network forecasting.the experiments carried out in the hydraulic department of shiraz university and a flume of 8 m length, 35 cm width and 60 cm height used. flume has the ability to tilt. a source of 1000 liters containing thick sediment flow used. a number of 12 experiments conducted in such a way that the powder of passing rock classified from sieve no. 80 used as suspended sediment material to create a dense flow, which has a specific weight of 2650 kgm-3 and an average settling speed of 0.0106 mms-1 and an average diameter of particles. it is 0.0074 mm. the density of water is 998.7 kgm-3. three channel slopes of 1, 2, and 3 percent and two density current inlet flow rates of 50 liters per minute and 90 liters per minute used. the density of the thick flow tank is 1005 kgm-3 and 1008 kgm-3, and the height opening under the sliding inlet valve is 1 cm. fractal dimension is a decimal number that fractal objects are something between euclidean and topological shapes. a fractal curve is a curve with an infinite self-similar component. this analysis based on the box counting method, which is a smart and simple method to implement. the fractal dimension obtained by calculating the number of non-overlapping boxes with the size required to cover the fractal curve.a general study of fractal indices such as scale factor diagrams, generalized fractal dimension and singularity spectrum shown in figure 5 for the time series of dense flow velocity in all models at a distance of m5 from the inlet valve. the highest fractal dimension with a rate of 1.459 related to test number 5 and the lowest fractal dimension related to test number 7 with a rate of 1.22. the highest range of α corresponds to test number 3 with a rate of 3.04 and the lowest corresponds to test number 12 with a rate of 0.087.