سيدمحمدرضا هدايي

مطالعه‌ي آزمايشگاهي جذب‌کننده‌ي موج آب منحني‌شکل در حوضچه‌هاي کشش

چکيده

جذب‌کننده‌ي موج سازه‌اي است که انرژي موج تابشي را مستهلک مي‌کند و ارتفاع موج انعکاسي را به حداقل ممکن مي‌رساند. در اين تحقيق خصوصيات انعکاسي جذب‌کننده‌ي موج منحني‌ شکل در برابر امواج منظم در آزمايشگاه هيدروديناميک پژوهشکده‌ي علوم و تکنولوژي زيردرياي دانشگاه صنعتي اصفهان بررسي شده است. با توجه به محدود بودن مطالعات آزمايشگاهي بر روي اين شکل از جذب‌کننده و نيز توصيه‌ي اولت و داتا (1986) در زمينه‌ي کمتر بودن ضريب انعکاس در اين شکل از جذب‌کننده نسبت به ديگر جذب‌کننده‌هاي موجود، مطالعه بر روي اين شکل از جذب‌کننده انجام شد. در اين راستا از امواج توليدي موج‌ساز گوه‌اي آزمايشگاه بهره گرفته شده است. براي برداشت پروفيل سطح موج از حسگرهاي مقاومتي استفاده شده است و حسگرها به‌صورت استاتيکي و ديناميکي کاليبره شده‌اند. خصوصيات امواج توليدي اين موج‌ساز با استفاده از حسگرهاي موج‌نگار و به‌‌کمک سيستم جمع‌آوري اطلاعات به‌دست آمده است. صحت‌سنجي حسگرهاي موج‌نگار و مبدل‌هاي الکتريکي آن نيز با استفاده از سيستم خط‌کش و دوربين انجام گرفت. لازم به توضيح است که امواج توليدي موج‌ساز مذکور در شرايط آب عميق است.

در اين تحقيق از يک صفحه‌ي متخلخل از جنس گالوانيزه با تخلخل ثابت 3/42% با منحني y = -x²  به‌عنوان يک مدل شاخص بهره گرفته شده است. مدل شاخص با چرخش در جهت ساعت‌گرد ( 5 و 10 درجه) و پاد ساعت‌گرد ( 5، 10، 15، 20، 25 و 35 درجه) مدل‌هاي مختلف با رابطه‌هاي متفاوت ايجاد مي‌کند. براي مثال مدل T₀ نمايان‌گر مدل شاخص ( y = -x² ) است و T₅ و –T₅ به ترتيب نشان‌دهنده‌ي چرخش 5 درجه‌اي مدل شاخص در جهت پاد ساعت‌گرد و ساعت‌گرد است. مدل شاخص و ديگر مدل‌هاي دوران يافته در عمق‌هاي استغراق متفاوت آزمايش شده‌اند. سه مدل   (-T₁₀، T₀ و T₂₅) در عمق استغراق 12/0 متر و دو مدل (T₀ و T₂₅) در عمق استغراق 36/0 متر آزمايش گرديده‌اند. تمامي مدل‌ها در استغراق 24/0 متر نيز آزمايش شده‌اند. ضريب انعکاس موج (نسبت ارتفاع موج انعکاسي به ارتفاع موج تابشي) با استفاده از روش گودا و سوزوکي  (1976) محاسبه گرديده است. براي صحت‌سنجي روش گودا اقدام به محاسبه‌ي ضريب انعکاس ديواره‌ي قايم انتهايي حوضچه‌ي کشش شد. پارامتر تيزي موج تابشي (نسبت ارتفاع موج تابشي به طول‌ موج) نقش بسيار مهمي در رسيدن به ضريب انعکاس واحد براي ديواره‌ي انتهايي حوضچه با استفاده از روش گودا و سوزوکي (1976) داشته و محدوده‌ي اين پارامتر براي رسيدن به ضريب انعکاس واحد در اين تحقيق مقداري کمتر يا مساوي 04/0 است.

نتايج آزمايش‌ها به‌صورت تغييرات ضريب انعکاس در برابر تيزي موج ژرفاب (آب عميق)، S₀ (نسبت ارتفاع موج تابشي به طول‌موج) ارايه گرديده است. همچنين نتايج بر اساس ضريب انعکاس در برابر پارامتر عمق نسبي استغراق، s/h، (نسبت ارتفاع قايم قسمتي از مدل که در آب قرار گرفته به تصوير قايم مدل) و پارامتر طول نسبي مدل، l/h، (نسبت تصوير افقي مدل به تصوير قايم آن) در هر حالت از مدل‌هاي آزمايش شده براي فرکانس‌هاي مختلف ارايه گرديده‌ است. نتايج نشان داد که در عمق استغراق 12/0 متر مدل -T₁₀  نسبت به مدل شاخص در تيزي‌هاي کوچک ضريب انعکاس کمتري داشته است. با دو و سه برابر کردن عمق استغراق در تيزي‌هاي کوچک مدل T₂₅ ضريب انعکاس کمتري نسبت به  T₀ داشته است. همچنين نتايج نشان داد که با افزايش زاويه‌ي دوران مدل در جهت پادساعت‌گرد در استغراق ثابت 24/0 متر، عملکرد هيدروليکي مدل (کمتر بودن ضريب انعکاس) بهتر شده است. مقايسه‌ي مدل شاخص با مدل‌هاي دوران يافته در جهت عقربه‌هاي ساعت (-T₁₀ و –T₅) حاکي از آن است که مدل –T₅ نسبت به مدل شاخص در محدوده‌ي تيزي موج بين 016/0 تا 0665/0 و در استغراق 24/0 متر عملکرد بهتري داشته است. نتايج حاصل از مدل شاخص و ديگر مدل‌هاي دوران يافته با نتايج حل عددي مدل ( y = -x² ) که توسط جينگ و شنگ (1989) ارايه شده است مقايسه گرديده است. تغييرات² C_r در برابر پارامتر ν (g/²v)که v فرکانس زاويه‌اي است نشان داده شده است. نتايج مدل شاخص در مقايسه با نتايح حل عددي مطابقت خوبي داشت.