فایل ورد کامل مقاله کاربرد روش PIV در تحلیل جریان سیال لایه‌ای؛ بررسی علمی روش‌های آزمایشگاهی و محاسباتی

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 فایل ورد کامل مقاله کاربرد روش PIV در تحلیل جریان سیال لایه‌ای؛ بررسی علمی روش‌های آزمایشگاهی و محاسباتی دارای ۱۱ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد فایل ورد کامل مقاله کاربرد روش PIV در تحلیل جریان سیال لایه‌ای؛ بررسی علمی روش‌های آزمایشگاهی و محاسباتی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی فایل ورد کامل مقاله کاربرد روش PIV در تحلیل جریان سیال لایه‌ای؛ بررسی علمی روش‌های آزمایشگاهی و محاسباتی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن فایل ورد کامل مقاله کاربرد روش PIV در تحلیل جریان سیال لایه‌ای؛ بررسی علمی روش‌های آزمایشگاهی و محاسباتی :

چکیده

در این مقاله به معرفی PIV به عنوان روشی مناسب در بررسی جریان در سیات پرداخته شده اسـت. در ابتـدا بـه شـرح ایـن تکنیک ،که بر اساس اندازه گیری میزان جابجایی دانه های معلق شده در سیال در فاصله زمانی دو عکس متـوالی از حرکـت سـیال و پیدا کردن سرعت سیال با استفاده از مقدار این جابجایی و فاصله زمانی دو عکس و بـا کمـک پـردازش تصـویری انجـام مـی گیـرد، پرداخته می شود. سپس یک نمونه کاربرد آن در بررسی پدیده تخلیه گزینشی از یک مخزن یه بندی شده شرح داده شـده اسـت و نتایج بدست آمده از یکی از آزمایشها با نتایج مورد انتظار از مدل عددی مقایسه شده است.

کلید واژه ها : PIV ، تخلیه گزینشی ، جریان یه ای

-۱ مقدمه

PIV یا Particle Image Velocimetery روشی برای تعیین میدان سرعت لحظه ای یک سـیال در حـال حرکت می باشد. اساس این روش بـر تصـویر بـرداری از میـدان جریـان و انجـام Image Processing برتصـاویر استوار است. در این روش ابتدا ذرات ریزی که در مقابل نور درخشش پیدا می کنند، با سیال مخلوط می شوند. این ذرات با جریان سیال حرکت می کنند و با گرفتن دو عکس متوالی از این ذرات در حال حرکت و با دانستن فاصله زمانی بین دو عکس سرعت لحظه ای در هر نقطه از صفحه عکسبرداری شده از سیال مشـخص مـی شـود. مزیتهـای این روش در ارائه سرعت در هر لحظه و در تمام نقاط سیال، آن را به روشی مناسب در بررسی پدیده های مکانیک

۱

N و چگالی سـیال مـی باشـد) میرسـد و ثابـت مـی

dz) * g

سیات تبدیل کرده است. با پیدایش و در قابل دسترس شدن پردازشگرها و دوربین های دیجیتال امکان اسـتفاده از این تکنیک بیش از گذشته برای عموم پژوهشگران مکانیک سیات بوجود آمده است.

در این مقاله با استفاده از PIV به بررسی پدیده تخلیه گزینشی((Selective Withdrawal از مخازن سدها پرداخته شده است. مخازن آب در طبیعت عموما بر اثر تابش آفتاب بر سطح مخزن و گرم کـردن یـه هـای بـایی دچار پدیده یه بندی((Stratification می گردند که در آن یه های گرم و سبک تر در با و یه هـای سـرد و سنگین تر در پایین مخزن قرار می گیرند، و در نتیجه خواص فیزیکـی و شـیمیایی و مشخصـات بیولـوژیکی آب در عمقهای مختلف مخزن دچار تغییرات عمده می شود. تخلیه آب مخزن از عمق دلخـواه بـا کیفیـت و خـواص مـورد نظر تخلیه گزینشی نامیده می شود.

بررسی تخلیه گزینشی بسته به نحـوه یـه بنـدی و شـکل دریچـه خروجـی متفـاوت مـی باشـد. مکـانیزم تشـکیل، و دینامیک تخلیه گزینشی برای حالت سیال با یه بندی خطی (گرادیان چگالی در عمـق ثابـت مـی باشـد) و دریچـه خروجـی خطـی (Line sink) در یـک کانـال مسـتطیل شـکل بـا طـول زیـاد بـرای اولـین بـار توسـط Pao and Kao(1974) و(Kao et el.(1974 بصورت حل عددی وآزمایشگاهی بررسی شد. بر اساس این مطالعـات بـا بـاز شدن دریچه بینهایت موج درونی که به امواج برشی معروف هستند، در محل دریچه تشکیل می شوند و با سرعتهای متفاوت به سمت بادست دریچه شروع به حرکت می کنند. با گذشت هر موج از یک مقطع کانال توزیـع سـرعت به نحوی تغییر می کند که سرعت افقی آب در تراز جلوی دریچه بیشتر شده ولی سرعت در سـایرترازها کمتـر مـی شود. در هر زمان ضخامت ناحیه ای از اطراف تراز دریچه که آب از آن قسـمت کشـیده مـی شـود، ضـخامت یـه گزینشی نامیده می شود. براساس تئوری بیان شده انتظار می رود که با گذشت زمان ضخامت یه گزینشی بـه صـفر و سرعت آن به سمت بینهایت میل کند ولی با درنظر گرفتن اثرات لزجت و اینرسی که در این مدل لحاظ نشده بود
ضخامت یه گزینشی پس از گذشت زمان کافی به q ) c q N دبی واحد عرض کانال، c ضریب ثابت و در

(d

حدود ۲، N فرکانس طبیعی سیال که برابر ماند.

در صورتی که دبی کشیده شده از مخزن به اندازه ای باشد کـه سـرعت متوسـط آب در مخـزن بـه بـیش از سـرعت اولین موج برسد، امواج برشی قـادر بـه بـارفتن نیسـتند و تخلیـه گزینشـی تشـکیل نمـی گـردد. براسـاس مطالعـات Kao&Pao اگر عدد بی بعد فرود که بصورت F q Nd 2 ،تعریف می شود به مقدار ۱/ برسد آب از تمام یه ها خارج می گردد و تخلیه گزینشی تشکیل نمی گردد.

۲

شکل :(۱) شکل شماتیک یک آزمایش PIV

-۲ کاربرد سیستم PIV

اجزای اصلی تشکیل دهنده هر آزمایش PIV شامل: -۱ذرات شناور با اندازه مناسب بـرای غوطـه ور سـازی در سیال -۲منبع نور صفحه ای -۳دوربین ثبت کننده تصاویر و -۴نرم افـزار و سـخت افـزار مناسـب جهـت انجـام آنالیز بر داده ها می باشد.

-۱-۲ذرات

ذراتی که جهت آزمایش PIV استفاده می شوند باید دارای خاصیت انعکاس نور کافی و چگالی نزدیک به چگالی سیال باشند. همچنین این ذرات باید دارای اندازه مناسبی باشند زیرا در صورتی که خیلی کوچک باشند در تصویر دیده نمی شوند و در صورتی که خیلی بزرگ باشند در سیال بصورت شناور باقی نمی مانند. ذرات استفاده شده در PIV در مایعات می توانند بسته به کاربرد شامل ذرات آلومینیومی، گلوله های شیشه ای، گرانول و ذرات روغن و حتی حبابهای اکسیژن باشند.