مطالعه توزیع تنش برشی جداره در جریان یکنواخت کانال با استفاده از ابزار دقیق و شبیه سازی عددی

- در این تحقیق، ابتدا برای بررسی نحوه توزیع عرضی تنش برشی بستر در یک کانال باز با مقطع مستطیلی برای جریان یکنواخت در حالت بستر صلب، نوعی حسگر سوزنی با دقت بسیار بالا ساخته شده و پس از واسنجی، از این ابزار برای اندازه گیری تنش برشی کف به ازای شرایط مختلف جریان استفاده شده است. در این ابزار برای ثبت دقیق نوسانات فشار از مبدلهای فشار خازنی با دقت اندازه گیری 1/0 پاسکال و فرکانس نمونه برداری100 هرتز استفاده شده و صحت سنجی نتایج از طریق مقایسه نتایج حاصل از اندازه گیری آزمایشگاهی با نتایج حاصل از روابط تحلیلی موجود و نیز نتایج شبیه سازی عددی با نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی فلوئنت انجام شده است. نتایج حاصله نشان از دقت بسیار بالای ابزار ساخته شده برای اندازه گیری تنش برشی بستر در حالت جریان یکنواخت دارد. بر اساس نتایج حاصل از اندازه گیری و شبیه سازی عددی در تحقیق حاضر، مشخص شد که تاثیر جریان ثانویه بر نحوه توزیع تنش برشی دیوارهای جانبی بسیار بیشتر از تنش کف کانال می باشد. همچنین مشخص شد تنش بستر در نواحی میانی کانال بواسطه وجود نواحی متناوب کم سرعت-پرسرعت دارای توزیع نوسانی می باشد.