مطالعه آزمايشگاهي شاخص سرعت (نسبت سرعت متوسط به سرعت سطحي) و الگوهاي سطحي جريان فوق‌بحراني روي شيب تند با استفاده از LSPIV

اندازه‌گيري دبي جريان در آبراهه‌هاي روباز همواره يكي از مهم‌ترين دغدغه‌هاي متخصصين حوزه آب بوده است. رويكردي كه اخيراً به‌عنوان يك گزينه غيرتماسي براي اندازه‌گيري جريان در مجاري روباز موردتوجه قرارگرفته است استفاده از روش‌هاي سرعت‌سنجي مبتني بر تصويربرداري از سطح جريان مي‌باشد. ازجمله اين روش‌ها گونه‌اي از روش سرعت‌سنجي تصويري ذرات (PIV) موسوم به سرعت‌سنجي بزرگ‌مقياس تصويري ذرات (LSPIV) است كه به دليل حذف ضرورت استفاده از ليزر طرفداران زيادي پيداكرده است. در اين مطالعه براي اندازه‌گيري ميدان دوبعدي سرعت بر روي سطح جريان فوق‌بحراني روي شيب تند از LSPIV بهره‌گيري شد. بدين ترتيب كه تعداد 24 آزمايش براي سه شيب مختلف (2، 6 و 10 درصد) و هشت مقدار مختلف نسبت ابعاد (7 تا 5/20) انجام و در هر آزمايش به مدت 60 ثانيه با فركانس 125 فريم بر ثانيه تصويربرداري از سطح جريان صورت گرفت. از داده‌هاي سرعت حاصله براي محاسبه شاخص سرعت (VI) استفاده گرديد. اين شاخص براي تبديل سرعت سطحي به ‌سرعت متوسط مقطع و نهايتاً اندازه‌گيري دبي جريان بكار مي‌رود. تأثير تغييرات نسبت ابعاد روي اين شاخص مورد بررسي قرار گرفت. مقدار متوسط بدست آمده براي شاخص سرعت معادل 701/0 مي‌باشد كه با مقدار متداول 85/0 حدود 17 درصد اختلاف دارد. بعلاوه الگوهاي سرعت متوسط زماني سطح جريان براي حالات مختلف به‌صورت كمي مقايسه شد. با توجه به‌اينكه تاكنون شاخص سرعت غالباً براي شرايط زيربحراني مطالعه شده است، نتايج اين تحقيق مي‌تواند براي اندازه‌گيري جريان‌هاي فوق‌بحراني راهگشا باشد.