فرکانس تشدید امواج عرضی در اثر گرداب ناشی از برخورد جریان به موانع با آرایش‌های مختلف

Abstract

عبور آب از بین موانع موجود در مسیر جریان همچون پایه‌های پل سبب ایجاد جریان‌های گردابی می‌شود. از هم‌پوشانی گرداب ایجاد شده از هر یک از موانع، امواج عرضی عمود بر جریان آب منتشر می‌شود. هنگامی‌که فرکانس نیروی گردابه با فرکانس طبیعی جریان برابر شود، پدیده‌ تشدید رخ می‌دهد و امواج عرضی با بیشترین دامنه شکل می‌گیرد که می‌تواند امکان خرابی سازه را فراهم سازد. این امواج هم‌چنین می‌تواند به ته‌نشین شدن رسوبات معلق کمک کند. در این پژوهش، هدف بررسی و مقایسه‌ فرکانس گردابه در آرایش‌های مختلف موانع موجود در مسیر آب در هنگام تشدید امواج آب و تأثیر متغیرهای مختلف جریان بر آن است. ازاین‌رو از یک فلوم مستطیلی جهت انجام آزمایش‌ها در دبی ثابت با به‌کارگیری موانع منشوری با مقطع مثلث در دو حالت برخورد جریان به ضلع و رأس و موانع استوانه‌ای استفاده شده است. آزمایش‌ها در دو آرایش موازی و زیگزاگ در فواصل مختلف در دو حالت موانع مستغرق و آزاد صورت گرفت. با برداشت مشخصات جریان در دو نوع موج یک و دو، فرکانس موانع با فرکانس طبیعی جریان در آرایش‌ها و موانع مختلف مقایسه شد. در حالت آزاد نسبت به حالت مستغرق امواج با دامنه‌ بیشتر شکل گرفته و فرکانس امواج آب به فرکانس گرداب ناشی از موانع نزدیک‌تر بوده است. در ادامه با به‌کارگیری روش‌های آماری و تجزیه‌وتحلیل داده‌ها، روابطی جهت تعیین عدد استروهال برای انواع موانع به‌دست آمد.