توصيف احتمالاتي انتقال بار بستر بعد از آستانه در يك بررسي آزمايشگاهي با استفاده از روش رديابي سرعت ذره

حركت رسوب با اهميت فراواني كه در مهندسي و علم هيدروليك دارد فيزيك كاملاً شناخته شده‌اي ندارد. ناديده گرفتن حركت نوساني و طبيعت ناپيوسته انتقال بار بستر، كاربرد روابطي كه بر اين اساس براي تخمين بار انتقال رسوب ارائه شده‌اند را دچار چالش كرده است. اين پژوهش سعي دارد حركت غيرمعلق (حركت بار بستر) يك ذره با وزن‌هاي متفاوت را در شرايط مختلف جريان با استفاده از تكنيك‌هاي رهگيري ذره، مورد كاوش قرار دهد و آن را در قالب توابع توزيع احتمالاتي توصيف كند. با مشخص شدن رفتار آماري در رابطه با عامل يا عوامل مؤثر انتقال در رژيم‌هاي مختلف انتقال رسوب، مي‌توان اظهار نظر دقيق‌تري داشت. در اين راستا با استفاده از تكنيك رهگيري ذره (PTV)، موقعيت ذره در هر سري آزمايش مشخص شد. در نهايت با محاسبه سرعت لحظه‌اي ذره توابع توزيع احتمالاتي مختلف بر داده‌ها برازش داده شد تا بهترين تابع با توجه به معيار سنجش آماري كولموگروف-اسميرنوف (در سطح اطمينان 5 درصد) انتخاب شود. نتايج نشان داد كه انتقال ذره در اعداد رينولدز پايين جريان از تابع توزيع لوگ-نرمال و در اعداد رينولدز جريان بالا از تابع توزيع نرمال تبعيت مي‌كند. همچنين به وسيله اين مشاهدات در رابطه با عامل حركت در شرايط مختلف رژيم انتقال رسوب بحث شد كه با توجه به ويژگي‌هاي توابع توزيع احتمالاتي به دست آمده، انتقال رسوب در شرايط آستانه با عامليت ارتباط ذره-بستر و در شرايط تعادلي تحت نيروهاي سيال انجام مي‌شود. در انتها با توجه به تفاوت رفتار حركت رسوب در رژيم انتقال ضعيف و تعادلي مي‌توان دو پارامتر آستانه معرفي كرد. با توجه به اهميت كاربرد نتايج در مهندسي، به دليل اينكه قالب پژوهش، قالب آماري و توصيف پديده تصادفي بوده است مي‌توان با در نظر گرفتن شرايط مختلف انتقال رسوب (با نمايندگي پارامتر عدد رينولدز ذره) احتمال وقوع سرعت ذرات را با استفاده از توابع توزيع ارائه شده، تخمين زد. همچنين نتايج اين پژوهش در شرايط هيدروليكي مشابه از جمله پژوهش‌هاي اكو-هيدروليك و تونل باد قابل استفاده مي‌باشد.