ساختار جریان بر روی توده گیاهی مستغرق در فلوم آزمایشگاهی

Abstract

توده گیاهی مستغرق، ساختار جریان را به طور قابل ملاحظه ­ای تغییر می­دهد. شناخت ساختار جریان متأثر از توده گیاهی مستغرق، امری ضروری برای مهندسان رودخانه است. تئوری­های موجود فرایند اختلاط می­توانند برای بررسی تعامل توده گیاهی و جریان کمک نمایند؛ هرچند یکی از ویژگی­های اساسی توده گیاهی با طول محدود، تشکیل جریان­های در حال توسعه بر روی آن است که در تئوری لایه اختلاط لحاظ نشده است. از این‌رو ضروری است مفهوم دینامیک مکانی جریان، با تئوری لایه اختلاط برای مطالعه ساختار جریان بر روی توده گیاهی با یکدیگر ادغام شوند. در این پژوهش، برای کاربرد تئوری لایه اختلاط در جریان­های در حال توسعه، به مطالعه آزمایشگاهی بر روی یک توده گیاهی مصنوعی مستغرق در دو دبی 29 و 21 لیتر بر ثانیه پرداخته می­شود. نتایج نشان می­دهند که ضخامت لایه اختلاط بر روی توده گیاهی با دو ناحیه در حال توسعه و کاملاً توسعه ­یافته، روند لگاریتمی داشته و ضریب پخشیدگی بر روی توده گیاهی مورد مطالعه به دلیل ارتفاع کم پوشش و عدم رشد آزادانه ضخامت لایه اختلاط، کمتر از دامنه پیشنهادی توسط سایر پژوهشگران است. همچنین تطابق قابل قبولی بین داده­ های اندازه­گیری شده و برآورد شده لایه اختلاط روی توده گیاهی مشاهده گردید. توزیع محدب تنش رینولدز بر روی توده گیاهی در جریان در حال توسعه، ضرورت توجه بیشتر در برآورد ضریب زبری و انتقال رسوب را ایجاب می‌کند.<br />