انجمن هیدرولیک ایران نشریه علمی هیدرولیک 2345-4237 8 1 2013 04 21 Hydrodynamics of the Mixing Layer Bounding a Separation Zone Using SPIV, Part2: Turbulent Characteristics, Temporal and Spatial Structures مطالعه هیدرودینامیک لایه اختلاطی محاط بر یک ناحیه جدایی جریان کم عمق با استفاده از روش SPIV– بخش دوم: مشخصات آشفتگی، ساختارهای لحظه‌ای و مکانی 57 72 7480 10.30482/jhyd.2014.7480 FA اکبر صفرزاد استادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی 0000-0003-4515-2078 سید علی اکبر صالحی نیشابوری استاد سازه‌های هیدرولیکی، پژوهشکده مهندسی آب، دانشگاه تربیت مدرس Journal Article 2014 12 16 In this paper the measurement of flow pattern along the mixing layer bounding a separation zone using SPIV is peresented. Furthermore, spatial characteristics of the mixing layer have been visualized using uranine dye injection and UV light method. Results of the measurements showed that the maximum turbulent kinetic energy and Reynolds stress occur where the mixing layer characteristics changes. Immediately downstream of the side obstacle the power spectral density of the turbulent fluctuations agrees well with -5/3 slope which is indicative of the 3D turbulent flow. By going downstream, the turbulent energy of the low frequency fluctuations decreases by -3 slopes. This shows that 2D flow structures are dominant. At the reattachment zone, the energy distribution for most of the frequencies decreases by -5/3 slope again. In this part, the turbulent flow generated by the bed friction is responsible for three dimensionality of the turbulent flow. Interaction of two separation zones changes characteristics of the temporal flow structures inside the mixing layer. در این مقاله الگوی جریان در امتداد لایه اختلاطی محاط بر یک ناحیه چرخشی، با استفاده از روش سرعت‌سنجی تصویری ذرات سطحی (SPIV) در موقعیت‌های مختلف اندازه‌گیری شده است. همچنین از تکنیک تزریق ماده رنگی اورانین در مجاورت نورUV برای آشکارسازی ساختارهای مکانی گردابه‌های آشفتگی در طول لایه اختلاطی استفاده شده است. نتایج اندازه‌گیری‌های صورت گرفته نشان می‌دهد که محدوده وقوع حداکثر مقدار انرژی جنبشی آشفتگی و همچنین تنش‌های رینولدز منطبق بر محدوده وقوع تغییر در رفتار لایه اختلاطی می‌باشد. بلافاصله در پایین‌دست مانع و در امتداد لایه اختلاطی، توزیع طیفی انرژی آشفتگی ضمن همخوانی مناسب با توزیع 3/5- کولموگروف، مؤید سه بعدی بودن جریان است. با حرکت به سمت پایین‌دست، توزیع طیفی انرژی آشفتگی در محدوده فرکانس‌های پائین، با شیب 3- تنزل می‌یابد که مشخصه اصلی ساختارهای آشفتگی دو بعدی سطحی می‌باشد. در محدوده باز اتصال مجدد و در انتهای لایه اختلاطی، مجدداً شیب 3/5- مشخصه غالب توزیع فرکانسی انرژی جنبشی آشفتگی است که در این حالت، سه بعدی بودن جریان ناشی از نقش تنش برشی بستر و غلبه آن بر ساختارهای دوبعدی آشفتگی می‌باشد. وجود دو ناحیه چرخشی غیر همسو در پایین‌دست مانع، باعث تغییر در رفتار چرخشی گردابه‌های لحظه‌ای داخل لایه اختلاطی شده و همین پدیده علاوه بر تغییر در مشخصات لحظه‌ای، ساختار مکانی لایه اختلاطی را نیز تغییر می‌دهد. https://jhyd.iha.ir/article_7480_62ac9cd1eac1b6b1d204d458ee016173.pdf