بررسی اثر تغییرات بازشدگی روی نقطه جدایش، اندازه دنباله و توزیع سرعت در سرریز- دریچه استوانه ای مستغرق

سابقه و هدف: ترکیب سرریز و دریچه سازه جدیدی به‌وجود می‌آورد که می‌تواند برخی از نواقص استفاده جداگانه آن‌ها را برطرف کند به طوری که مواد معلق از رو و مواد قابل ته‌نشین شدن از زیر عبور نموده و همچنین با حرکت در راستای قائم و ایجاد بازشدگی‌های متفاوت و متناسب با تغییرات جریان ورودی، سطح آب را به شیوه بهتر و دقیق‌تری کنترل و هد آب ثابتی را برای کانال جانبی تنظیم نماید. یکی از انواع سرریز دریچه نوع استوانه‌ای آن است که دارای مزایایی چون ضریب دبی بالا و افت کمتر نسبت به موارد جایگزین است. تحقیقات انجام گرفته توسط محققین قبلی روی سازه مذکور که همگی از جنبه هیدرولیکی بوده است اشاره دارد در مدل ترکیبی سرریز – دریچه استوانه‌ای، ضریب دبی در هریک از بخش ‌های سرریز و دریچه ( ضریب دبی مهم‌ترین پارامتر هیدرولیکی در طراحی سرریز دریچه می باشد) نسبت به کاربرد جداگانه آن‌ها کاهش می‌یابد. از طرفی علاوه بر پارامترهای هیدرولیکی موثر بر ضریب دبی که قبلا توسط محققین پیشین به طور گسترده مورد بررسی قرار گرفته است، پدیده‌های هیدرودینامیکی مانند جدایش جریان، ریزش گردابه، محل همگرایی لایه برشی عبوری از دو طرف سازه و... که به‌دنبال هیدرواستاتیک نبودن فشار روی بدنه سازه هنگام عبور جریان به‌وجود می‌آیند، می توانند نقش بسزا و تعیین کننده ای بر ضریب دبی، آبگذری و سایر خصوصیات جریان عبوری داشته باشند. لذا به منظور بررسی تغییرات نقطه جدایش در روی سازه و زیر سازه، محل وقوع همگرایی لایه مرزی جداشده از دو طرف، پروفیل سرعت در رو و پایین دست سازه و همچنین اندازه دنباله با تغییرات میزان بازشدگی، آزمایشاتی با استفاده از تکنیک سرعت سنجی ذرات به روش تصویر برداری(piv) انجام، نتایج بررسی و تحلیل شد. مواد و روش ها: آزمایش ها در آزمایشگاه هیدرودینامیک دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه چکوروا ترکیه، با استفاده از تکنیک piv روی استوانه ای با قطر 5 سانتی متر و پنج بازشدگی متفاوت 0/5-0/1 قطر انجام شد. سیستم piv این پژوهش شامل دستگاه لیزر دو پالسه، مدل 120 mj nd: yag، یک دوربین دیجیتال با رزولیشن 1024*1600 پیکسل و با فرکانس 30hz و ذرات هم چگال جهت تزریق به آب از جنس s-hgs با قطر 10 میکرومتر بود و به وسیله آن برای هر آزمایش 1000 عکس به صورت لحظه ای از میدان جریان ثبت و توسط برنامه پردازش تصاویر، سرعت و خصوصیات میدان جریان به صورت متوسط زمانی محاسبه شد. برای همه آزمایش ها، عمق آب بالادست و سرعت ورودی ثابت و برابر با 15 سانتی متر و 0/58 متر بر ثانیه در نظر گرفته شد.