محققان کشور موفق شدند با مطالعه جریان گرداب های سطحی درک روشن تری از مکانیزم شکل گیری گرداب و روشهای کنترل آن ارائه دهند.
به گزارش پایگاه خبری تحلیلی فناوری و نوآوری، به نقل از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، مریم آذرپیرا دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر محقق طرح « تأثیر پارامترهای هندسی و هیدرولیکی بر دینامیک جریان در گردابهای سطحی بر روی آبگیرهای قائم» گفت: شکل گیری جریان های گردابی بر روی آّبگیر نیروگاهها آسیب های فراوانی به سازه های نیروگاهی وارد می کند.
این محقق عنوان کرد: به منظور جلوگیری از ایجاد این پدیده و مصون ماندن از اثرات مخرب آن، عمق آب بر روی آبگیر همواره نباید از حد مشخصی کمتر شود. در شرایطی که حجم آب در مخزن کم باشد احتمال شکل گیری جریان گرداب مانع بزرگی در بهره مندی از آب مخازن سد در تولید برق است و از طرفی مکانیزم شکل گیری پدیده گرداب به درستی روشن نشده است؛ گرداب در ابگیری با پمپ ها و در بسیاری از جریان در سیالات مثل گردباد ها نیز بوجود می آید و در حقیقت این پدیده چالش بزرگی برای پژوهشگران در زمینه مکانیک سیالات محسوب می شود.
به گفته دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر، با توجه به پیچیدگی این پدیده و جایگاه آن در مکانیک سیالات تصمیم گرفتیم مطالعات پایه ای روی این پدیده انجام دهیم.
اذرپیرا خاطر نشان کرد: در این پژوهش با مطالعه مشخصه های میدان جریان گرداب و از همه مهمتر بررسی نحوه شکل گیری گرداب، کمک شایانی به شناخت هرچه بیشتر از میدان پیچیده این پدیده شده است. علاوه براین براساس نتایج مطالعات با ارائه پیشنهادهایی نوین در کنترل و پیشگیری از شکل گیری گرداب گامی در راستای ارتقا این علم برداشته شده است.
وی درباره روش تحقیق این پروژه گفت: در انجام این پژوهش از سه روش اصلی مطالعات تحلیلی، پژوهش های آزمایشگاهی و مدلسازی های عددی استفاده شده است که در هر بخش نتایج مجزا و نوین ارائه شده است که ماحصل تمامی این مطالعات کمک به شناخت کاملتر از میدان جریان گرداب می کند.
وی اضافه کرد: از طرفی مطالعات حاضر راه را برای اتجام مطالعات بیشتر نیز باز کرده است و هم اکنون نیز کارهای تحقیقاتی بیشتری در ادامه یافته های موجود در جریان است. به عنوان نمونه در عمل ممکن است دو آبگیر نیروگاهی در کنار هم عمل کنند که نحوه شکل گیری گرداب روی دو آبگیر در حال مطالعه می باشد.
دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر خاطر نشان کرد:. اولین نتیجه تحقیق حاضر شناخت پدیده گرداب و در نتیجه پیدا کردن راهکارهای مناسب و مهندسی برای مقابله با آن می باشد. از طرف دیگر نتیجه این تحقیقات به دانش کلی در زمینه شناخت پدیده گرداب در علم مکانیک سیالات کمک می کند.
آذرپیرا در خصوص ویژگی های طرح گفت: ارائه روابط تحلیلی از میدان جریان گرداب، انجام مدلسازی های عددی به روش لاگرانژی برای نخستین بار، توسعه و تجهیز سیستم PIV برای انجام تحقیقات و اندازه گیری های آزمایشگاهی، شناخت پدیده و شکل گیری گرداب و انجام مطالعات آزمایشگاهی به منظور اثر عمق هسته هوا بر مشخصه های میدان جریان گرداب ویژگی های این پروژه به شمار می روند.
وی با تاکید بر اینکه پژوهش های خارجی با تجهیزات بسیار نوین نیز در تلاش برای مطالعه جریان گرداب هستند که ما نیز موفق به انجام این پژوهش و ارائه نتایج ارزنده در این مورد شده ایم، گفت: نتایج این پژوهش برای ارائه نیمه صنعتی دستگاه لیزری PIV که در اندازه گیری ها در مکانیک سیالات کاربرد گسترده ای دارد قابل استفاده خواهد بود.
محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر با اشاره به مزیت های رقابتی طرح گفت: اندازه گیری دقیق گرداب در مراحل شکل گیری در یک هندسه قابل کنترل به وسیله PIV و بررسی مراحل آن، مدل تحلیلی گرداب با فرضیات کمتر و شناخت تاثیر عوامل مختلف بر روی آن، صحت سنجی مدل عددی با داشتن اطلاعات آزمایشگاهی، مدلسازی عددی گرداب با روشهای اولری و لاگرانژی و استخراج اطلاعات بسیار زیاد و با جرئیات کامل از گرداب و توسعه آن با تغییرات مشخصه های جریان مثل عمق و سرعت در آبگیر مزیتهای رقابتی این طرح به شمار می روند.
آذرپیرا با اشاره به کاربردهای پروژه گفت: شناخت پدیده گرداب و کمک به افزایش دانش فنی در مورد این پدیده معمول در علم مکانیک سیالات، شناخت راهکارهای مقابله با گرداب و بهینه سازی سازه های نیروگاهی، توسعه روش PIV و بومی سازی آن برای اندازه گیری های دقیق در مکانیک سیالات کاربردهای این پروژه به شمار می روند.
