بررسي آزمايشگاهي دقت سرعت‌سنج صوتي جانب‌نگر در ميدان جريان آشفته

Experimental study of side looking ADV probe accuracy in a turbulent flow field

از جمله روش‌هاي پركاربرد اندازه‌گيري ميدان جريان در كانال‌هاي باز استفاده از دستگاه سرعت سنج صوتي داپلر مي‌باشد. حضور شاخك‌ها و بدنه دستگاه سرعت سنج صوتي در داخل جريان موجب تغيير الگو و ساختار آشفتگي جريان مي‌شود. بنابراين خطاي دستگاه سرعت سنج صوتي داپلر ناشي از دو عامل خطاي ذاتي دستگاه و حضور بدنه و شاخك‌هاي دستگاه در داخل جريان مي‌باشد. براي فهم بهتر اين موضوع، در اين مقاله ميدان جريان با استفاده از ابزار سرعت‌سنجي تصويري ذرات و دستگاه سرعت‌سنج صوتي جانب‌نگر اندازه‌گيري شد. نتايج حاصله نشان داد كه در اندازه‌گيري سرعت طولي، نتايج هر دو ابزار به يكديگر نزديك بوده و به‌طور متوسط 5 درصد اختلاف دارند، در حالي كه سرعت‌هاي قائم و عرضي داراي تفاوت قابل توجهي با يكديگر مي‌باشند. همچنين مقايسه مقادير شدت آشفتگي طولي و عرضي و تنش برشي رينولدز نشان مي‌دهد كه اختلاف مقادير در نزديكي سطح آب كمتر و با نزديك‌شدن به بستر افزايش مي‌يابد.

One of the usual and useful techniques for the flow field measurement in open channels is Acoustic Doppler Velocimeter (ADV). Physical presence of ADV probe and its holding system against flow disturb natural flow pattern which can change turbulent flow structure. Thus, the error of the Acoustic Doppler Velocimeter is consist of its intrinsic error and the physical presence of ADV against flow. To study this issue in this paper, flow field in an open-channel is measured using Particle Image Velocimetry (PIV) technique and side-looking ADV probe. The results show that sreamwise velocity obtained from both methods are in good agreement and on average, there is 5 percent difference, while vertical and lateral components of velocity are considerably different. Also, comparison of sreamwise and lateral turbulence intensities and the Reynolds shear stress shows lower differences for measured points near the water surface and the differences increase approaching to the bed.