مطالعه ميدان جريان اطراف آبشكن تيغه اي و T شكل با تاكيد بر تحليل طيفي و پارامترهاي آماري

Flowfield Investigation around Straight and T-Shaped Spur Dikes Using Spectral Analysis and Stochastic Parameters

در مقاله حاضر ميدان جريان اطراف آبشكن هاي تيغه اي و T شكل با هدف مقايسه بين پارامترهاي آماري و تحليل طيفي در اطراف اين آبشكن ها انجام شده است. نتايج اين تحقيق نشان داد كه همبستگي خوبي بين روش هاي به كار گرفته شده براي تعيين پديده هاي حاكم در اطراف آبشكن ها وجود دارد. چرا كه سرعت هاي ميانگين گيري شرطي به همراه روش سهم پديده هاي چهارگانه پديده هاي چهارگانه نشان دهنده حاكميت پديده هاي بيرون راني و جاروبي در نزديك نوك آبشكن و در ناحيه لايه برشي شكل گرفته در اطراف آبشكن است. از سويي ديگر در نزديك نوك آبشكن هاي مورد مطالعه وجود پيك در طيف تواني نشان دهنده ريزش گردابه ها از نوك آبشكن به سمت پايين دست بوده و مقايسه بين مقدار پيك ها نشان دهنده قدرت بيشتر اين گردابه ها در ناحيه نزديك نوك آبشكن تيغه اي نسبت به آبشكن T شكل است. بررسي ضرايب آماري (ضرايب چولگي و كورتوسيس) نيز نشان دهنده متفاوت بودن توزيع سرعت در نزديك آبشكن ها، نسبت به توزيع نرمال است. چنانچه بررسي ضرايب چولگي و كورتوسيس در نزديك نوك آبشكن نشان دهنده حاكميت بيشتر پديده بيرون راني در اين ناحيه و قدرت بيشتر اين پديده در اطراف آبشكن تيغه اي نسبت به آبشكن T شكل است.

Spur dikes are common river training structures. Spur dikes deviate approaching flow to the far bank. The scour formation around the spur dikes may be used to increase the habitants. Many researches such as Khosravi-Mashizi (2011) were done to find the effect of different effective parameters on scour hole dimensions around spur dikes. Previous researches showed that the scour hole dimensions decreases with spur dike submergence (Shariatzadeh, 2011). Previous researches on flow field around the spur dike may be categorized into two groups. The first group of researchers worked on mean flowfield and streamlines (Fazli, 2008). The researchers reported the formation of the upstream downflow and a horseshoe vortex around the spur dikes. The secondary flow has a main role in scour hole formation and the maximum strength of the secondary flow occurs near the upstream tip of the spur dike. In the second group of researches, the flowfield was investigated based on turbulent flow parameters (Dey and Barbhuiya, 2006). Researchers tried to investigate the relation between the scour and flow fields using turbulent parameters such as quadrant analysis, triple correlations and turbulent kinetic energy fluxes. The researchers showed that the ejection and sweep events have main role on sediment entrainment. According to the best knowledge of the authors, flow field investigation around the spur dike and the comparsion between the flow structures around the straight and T shaped spur dikes are in the preliminary stages. Hence, the authors tried to study and compare the flow structures around a straight and T shaped spur dike using spectral analysis, statistics parameters and conditional averaged velocity to find the effect of the turbulent parameters on scour process around the spur dikes.