بررسی آزمایشگاهی خصوصیات امواج عرضی حاصل از برخورد جریان با موانع استوانه‌ای مستغرق

موانعی همچون پایه‌های پل می‌تواند در جریان آب ایجاد اغتشاش نموده و شکل طبیعی آن را برهم زند. با عبور جریان از این موانع در پایین‌دست آن‌ها اغتشاشی موسوم به ورتکس نوسانی ون‌کارمن ایجاد می‌شود. زمانی که فرکانس این ریزموج‌ها با فرکانس طبیعی معبر جریان برابر می‌شوند، پدیده‌ی تشدید حادث می‌شود که اگر دیواره‌های جریان مانند یک فلوم آزمایشگاهی ثابت باشد، این پدیده‌ به‌صورت یک موج عرضی قابل‌مشاهده است. هدف از این پژوهش یافتن رابطه‌ای بین درصد استغراق موانع و خصوصیات موج می‌باشد. در مطالعه‌ی حاضر، 58 آزمایش در چهار مرحله آرایش‌های مختلف موانع انجام شد. دبی جریان در تمام آزمایش‌ها حدود 20 لیتر بر ثانیه ثابت بود و 121 عدد مانع استوانه‌ای به قطر 25 میلی‌متر به فاصله‌های طولی و عرضی 120 و 60 میلی‌متر‌ استفاده شد. شرایط آزمایش‌ها به نحوی بود که در ابتدا به‌عنوان یک آزمایش مرجع، مشخصات موج و جریان را در مرحله‌ای که موج عرضی با حداکثر دامنه‌ی خود تشکیل می‌گردید، ثبت شدند و در مراحل بعدی با مستغرق نمودن استوانه‌ها به میزان درصدی از عمق جریان آزمایش مرجع، خصوصیات موج عرضی ایجاد شده بررسی ‌شدند. درنهایت با استفاده از تحلیل ابعادی و نرم‌افزار آماری، رابطه‌ای به‌منظور برآورد دامنه نسبی موج پیشنهاد شد، همچنین داده‌های به‌دست‌آمده از رابطه‌ی پیشنهادی با داده‌های آزمایشگاهی مقایسه گردید.

Experimental Investigation of the Transverse Wave Formation Due to Submerge Cylindrical Obstacles on the Channel

Obstacles such as piers of a bridge inflow confuse and disturb its natural form. With passing the flow through these obstacle disturbances create downstream, called the Von Karman Street vortex shedding. When the frequency of the microwaves is equal to the natural frequency of the current approach, the resonance will form. If the flow walls are constant such as a flume, this phenomenon may see as a transversal wave. Actual examples of this phenomenon created near the bridge piers in a canal called the Delta Mendota, as well as in the New York canal around the I84 Bridge (Schuster, 1967).Numerous people in this field have done research that mostly with variables such as channel width, shape, and placement of obstacles in the channel to study different wave characteristics, including its amplitude and frequency. Zima, L., and Ackermann (2002), Ghomeshi et al. (2007), Jafari et al. (2010), Meile et al. (2011), and Sarkar (2012) tried to find the maximum amplitude of the created wave by using obstacles with different diameters. Zhao et a. (2014) performed their experiments to measure the coefficient and tensile force created in the vicinity of obstacles while transmitting transverse waves. This study aimed to find a relationship between the percentage of obstacle immersion and wave characteristics.