بررسی خصوصیات هیدرولیکی گرداب با هسته هوا در شرایط استغراق بحرانی با روش سرعت‌سنجی ردیابی ذرات

وقوع گرداب در سازه‌های هیدرولیکی مسئله‌ای طبیعی همراه با آثار منفی بر عملکرد این سازه‌ها به حساب می‌آید. برای شناخت بهتر این پدیده پیچیده علاوه بر مطالعات ماکروسکوپیک بر روی عمق استغراق بحرانی و سازه‌های ضد گرداب، انجام پژوهش‌های میکروسکوپیک جهت بررسی مشخصات هیدرولیکی گرداب نیز ضروری می‌نماید. در تحقیق حاضر یک جریان گردابی قوی با هسته هوا در حالت استغراق بحرانی بر روی آبگیر قائم در کانالی عریض ایجاد و مولفه‌های سه بعدی سرعت جریان با به کارگیری روش سرعت سنجی ردیابی ذرات اندازه‌گیری شد. با بررسی مولفه‌های سرعت گرداب با هسته هوا و پروفیل سطح آب، روند تغییرات خصوصیات هیدرولیکی گرداب در مسیر جریان گردابی مشخص شده و اطلاعات نوینی از ساختار سه بعدی گرداب با هسته هوا بدست آمد. بر اساس نتایج حاصل مشخص شد که روش سرعت سنجی ردیابی ذرات (ptv) می‌تواند اطلاعات مفید و نوینی از نحوه توزیع مولفه‌های سرعت در ساختار جریان گردابی ارائه دهد.

Investigation of hydraulic characteristics of an aircore vortex under critical submergence condition using particle tracing velocimetry

< p >The occurrence of a vortex in hydraulic structures is a natural problem with negative effects on the performance of the intakes. In order to better understanding of this complex phenomenon, in addition to macroscopic studies on critical submergence and antivortex devices, microscopic studies are also required to investigate the hydraulic properties of the vortex. In the present study, a strong aircore vortex at critical submergence condition was created on a vertical bottom intake in a wide flume and the threedimensional velocity components of the flow were measured by the particle tracking velocimetry method. By analyzing the velocity components and water surface profile, the changes of the hydraulic characteristics of the vortex in the vortex flow path were achieved and new information from the 3D vortex structure with the air core was obtained. Based on the results, it was found that the Particle Tracking Velocimetry (PTV) method can provide useful and new information about the velocityindexed structure of the vortex flow.