توسعه سامانه اسکن لیزری سه بعدی آشکارساز جریان فلورسنت در تحقیقات هیدرولیک محیط زیست

Abstract

مدلسازی و مشاهده پدیده های هیدرولیکی در آزمایشگاه را شاید بتوان اولین گام در راستای شناخت رفتار پیچیده فرایندهای طبیعی در مکانیک سیالات دانست. در این زمینه از زمانهای دور، روشهای مختلفی برای اندازه‌گیری پارامترهای جریان توسعه داده شده است. این روشها عمدتا مبتنی برآشکارسازی و ثبت متغیرهای جریان در شرایط مختلف حرکت می‌باشند. با توسعه تکنولوژیهای دیجیتال در سالهای اخیر، روشهای متنوعی برای ثبت میدان غلظت و سرعت جریان بدون ایجاد تداخل در محیط توسعه داده شده است. این روشها بیشتر مبتنی بر شبیه سازی جریان در محفظه‌های شیشه‌ای و شفاف، آشکارسازی جریان با کمک لیزر، فلورسنت و ذرات ریز و ثبت تصاویر با دقت و فرکانس بالا جهت پردازش ثانویه است. در این تحقیق، قابلیتهای سامانه اسکن لیزری سه بعدی که جهت آشکار سازی جریان آغشته به فلورسنت در مطالعات هیدرولیک محیط زیست برای اولین بار در ایران و در دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل توسعه داده شده است، معرفی می‌گردد. در این سامانه با تابانیدن نور لیزر به جت حاوی فلورسنت و تحریک آن، نسبت به آشکارسازی جریان و ثبت تصاویر آزمایش در طول موج خاصی از نور نارنجی اقدام می‌گردد. علاوه بر تصویر سازی دو بعدی، این سیستم به نحو خاصی طراحی شده است که امکان ثبت و تصویرسازی سه بعدی آزمایشات را نیز داشته باشد. به کمک این سامانه همچنین با تصویربرداری سریع با نرخ HZ 100 از آزمایشات، تحلیل فرکانسی جریانهای آشفته، توسعه طیف انرژی آشفتگی و محاسبه پروفیل شدت و قدرت آشفتگی امکان پذیر می‌باشد