شبیه سازی فیزیکی آزمایشگاهی جریان چگال به دام افتاده در محیط چینه بندی چگالی

در دریای خزر به دلیل اختلاف شدید دمای بین حوزه شمالی و جنوبی جریانی از حوزه میانی به جنوبی سرریز می شود. این جریان پس از تشکیل از حوزه میانی از روی تنگه آپشوران وارد خزر جنوبی میشود و پسازآن به دلیل وجود نیروی کوریولیس در توپوگرافی خزر جنوبی به دام میافتد و بهصورت یک جریان به دام افتاده به سمت خزر جنوبی در امتداد هم عمقها حرکت میکند. این پژوهش سعی دارد این جریان که در دریای خزر به وقوع میپیوندد را در محیط آزمای شگاهی شبیه سازی کند. در این تحقیق در شرایط مختلف فیزیکی یعنی تحت گرانی کاهشیافته، فرکانس چرخش مختلف این آزمایش تکرار شده است. برای به دست آوردن سرعت پلوم از رابطهی وانگ ا ستفاده شدها ست که سرعت پلوم تحت گرانی کاهشیافته 0,02 برابر با 0,061، 0,03 برابر با 0,069 و 0,04 متر بر مجذور ثانیه برابر با 0,077 متر بر ثانیه بهد ستآمده ا ست. برای چنین جریانی در محیط آزمای شگاه عدد فرودتقریبا 0,2 بهد ست آمده ا ست که ن شان میدهد اثر چینهبندی چگالی مهم است و عدد رینولدز برابر با 16400 است. در محیط واقعی دریای خزر عدد فرود برابر با 1 و عدد رینولدز 104 -105 میباشد. در مرحله بعد به شبیه سازی فیزیکی جریان به دام افتاده پرداختهشده است که بر طبق معیار استرن پیشبینی میشد که تحت فرکانس چرخش 0,09، 0,17 و 0,25 هرتز جریان نباید از مانع جدا شود ولی در عمل این مهم تحقق پیدا نکرد. با تحلیل مقیاس آزمایشگاهی پدیده با آنچه در واقعیت به وقوع می پیوندد عواملی چون شیب زیاد (تیزی) مانع و بزرگ بودن آن از عوامل چنین نتایجی به شمار میرود. ازاینرو معیار ساده تری بر ا ساس عدد را سبی برای برر سی آن موردا ستفاده قرار گرفت. در فرکانسهای مختلف، برر سیها ن شان داد که تحت فرکانس 0,17 هرتز دو ادی کامل ت شکیل می شود که درواقع نتایج شبیه سازی عددی را حمایت میکرد. نتایج ن شان میدهد که ن سبت انرژی جنبشی به پتانسیل در مورد ادی ت شکیل شده در این آزمایش حدود 1,5 که نشاندهنده ی بیشتر بودن انرژی جنبشی و رفتار شبیهتر آن به پیچکهای کوچک مقیاس میباشد.

کلیدواژه ها:

جریان چگال ، شبیه سازی فیزیکی ، جریان به دام افتاده ، معیار استرن ، جدایش جریان از مانع