بررسي آزمايشگاهي و تحليل ديناميكي فراكتال و چند فراكتال الگوهاي تكامل جريان چگال

جريان چگال در اثر اختلاف دانسيته هر چند كم با سيال محيطي به وجود مي آيد. اين جريان ها نوعي از جريان هاي دوفازي به حساب مي آيند. اين جريان ها ماهيت غير خطي دارند كه پيچيده و حساس نسبت به شرايط اوليه مي باشند. هندسه فراكتال به عنوان ابزاري قدرتمند جهت بررسي پديده هاي پيچيده طبيعي به كار گرفته مي شود. هدف از اين مقاله بررسي جامعي بر روي ويژگيهاي فراكتال و چند فراكتال جريان چگال مي باشد و همچنين روابط معناداري بين عدد ريچاردسون و شدت اختلاط جريان چگال با استفاده از تئوري فراكتال برقرار نمود. در اين پژوهش، آزمايشات در 28 حالت مختلف با تغيير در شيب كف، چگالي و دبي ورودي جريان چگال صورت گرفته است. از كد هاي توسعه داده شده در محيط MATLAB براي محاسبه شاخص هاي چند فراكتالي بعد تعميم يافته D(q)، طيف تكينگي f(α)، زاويه تكينگي α، ضريب مقياسي T(q) و بعد فراكتال Df استفاده شد. نتايج و بررسي هاي مختلف نشان داد با افزايش شيب كف فلوم، تقريبا بعد فراكتال كاهش مي يابد. همچنين با افزايش غلظت و دبي جريان چگال، بعد فراكتال افزايش مي يابد. هر چه عدد ريچاردسون افزايش يابد، نمودار ضريب مقياسي آن الگوي خطي تري از خود نشان مي دهد. همچنين نرخ تغييرات بعد فراكتال نسبت به q در اين آزمايشات ملايم تر بوده و زاويه تكينگي در اين آزمايشات مقادير بيشتري اتخاذ كرده اند و دامنه كمتري دارند. با تحليل فراكتال، ارتباط معناداري با ضريب تعيين 0.92 بين عدد ريچاردسون و شدت اختلاط برقرار گرديد.