بررسي جريان لايه مرزي با استفاده از داده‌هاي حاصل از جريان سنج سيم داغ و به كارگيري شبكه‌عصبي

An Experimental Investigation on Boundary Layer Flow by Using Hot-Wire Anemometer and Neural Network

در اين تحقيق به علت اهميت لايه مرزي در مكانيك سيالات و نقش آن در كاربردهاي متعدد، مطالعه جريان لايه مرزي مورد توجه قرار گرفته است. در اين راستا، در يك مقطع از جريان عبوري از يك صفحه تخت، با استفاده از داده‌هاي حاصله از جريان سنج سيم داغ، پارامترهاي توربولانسي نظير شدت توربولانس، مقياس طولي كولموگرو، نرخ اضمحلال و تفييرات پروفيل سرعت در ارتفاع‌هاي مختلف از صفحه تعيين و تحليل گرديد. همچنين با آموزش يك شبكه عصبي توافق خوبي براي داده‌هاي نقطه هدف شبكه عصبي با داده‌هاي به دست آمده از طريق تجربي مشاهده شد كه اطمينان لازم در استفاده از اين شبكه عصبي را براي تعيين مقادير متناظر در نقاطي غير از نقاط داده برداري ايجاد نمود. بررسي اثر تعداد نمونه داده برداري روي پارامترهاي توربولانس و تحليل فركانسي نيز در اين تحقيق انجام شده است. نتايج نشان مي دهد كه با فاصله گرفتن از صفحه تخت، شدت توربولانس، طول كولموگرو و برجستگي كاهش و نرخ اضمحلال و مقدار سرعت متوسط افزايش مي يابد. همچنين با نزديك شدن به صفحه تخت، دامنه تبديل سري فوريه افزايش مي يابد.

In this research, turbulence parameters such as turbulence intensity, Kolmogorov length scale, dissipation rate and velocity profiles at a cross section of flow over a flat plate are analyzed by using hot wire anemometer. Furthermore, the behaviors of parameters at unknown heights of plate are predicted by utility of advanced neural networks. One can find that there is well agreement between results of neural network at unidentified points and experimental data that guaranties the use of neural network to determine turbulent parameters at each point that there are not any experimental data for them. In addition to, frequency analysis and the effect of number of samples on the turbulence parameters are considered. The results show that the turbulence intensity, Kolmogorov length scale and Kurtosis are decreased with increase the height where dissipation rate and mean velocity are increased. Furthermore, the amplitude of FFT is increased near the plate.