Experimental Investigation of Isotropic Flow Generated by Grid in Subsonic Wind Tunnel and Measurement of Characteristics of Turbulent Flow

(1)

ISSN: 2476-6909; Modares Mechanical Engineering. 2022;22(03):191-200

Experimental Investigation of Isotropic Flow Generated by Grid in Subsonic Wind Tunnel and Measurement of Characteristics of Turbulent Flow

A R T I C L E I N F O A B S T R A C T Article Type

Original Research

In this research, the turbulent isotropic flow has been experimentally investigated. Hence, two different grids are made and a contraction channel is installed behind it inside the subsonic wind tunnel to generate anisotropic turbulence flow. The grids with mesh sizes of 2/54 cm and 5/08 cm were cut on the wood with an obstruction ratio of 0/34 and 0/17, respectively. One-dimensional hot wire was used to determine the perturbation velocities in the direction of flow, and an approximation was used to determine the components of other directions. At speeds of 5 m/s and 10 m/s, experiments were performed for each of the grids, which range from a Reynolds number of 8500 to about 33000. To determine the onset of the isotropic location, methods of velocity skewness, kurtosis, turbulence intensity, dissipation rate, and longitudinal scales such as Kolmogorov and Taylor lengths were used. For skewness and kurtosis, the numbers show 0 and 3, respectively, which indicate the isotropic flow.

Results showed that with increasing the velocity, the isotropy of the flow was delayed. Also, in a grid with a lower obstruction ratio, the intensity of turbulence will be less near the grid, but as it moves away from the grid, the intensity of turbulence will increase.

Authors Adabi R.¹, Fathali M.¹, Pouryoussefi G.^1*, Doostmahmoudi A.¹, Amiri Tayebi M.¹

How to cite this article

Adabi R , Fathali M, Pouryoussefi G, Doostmahmoudi A, Amiri Tayebi M.

Experimental Investigation of Isotropic Flow Generated by Grid in Subsonic Wind Tunnel and Measurement of Characteristics of Turbulent Flow. Modares Mechanical Engineering. 2022;22(03):191-200.

Keywords Isotropic Turbulence, Homogeneous Flow, Grid, Obstruction Ratio, Contraction Channel, Wind Tunnel .

C I T A T I O N L I N K S

1 Department of Aerospace Engineering, K.N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran.

[1] Decay of turbulence generated by a square-fractal-element grid. [2] Role of rigid boundary on the decay of turbulence generated by passive-grid for free surface flow. [3]

Turbulent flow [4] The use of a contraction to improve the isotropy of grid-generated turbulence. [5]Statistical theory of turbulenc. [6]Experimental investigation and analysis of the velocity variations in turbulent flow. [7] Small axisymmetric contraction of grid turbulence. [8]Decay of vorticity in isotropic turbulence. [9]The decay power law in grid- generated turbulence. [10] Turbulent Flows. [11]Scalings and decay of fractal-generated turbulence. [12] Large scale homogeneous turbulence and interactions with a flat-plate cascade. [13]Turbulence without richardson–kolmogorov cascade. [14]Intermittency and Reynolds number. [15]The spatial origin of− 5/3 spectra in grid-generated turbulence.

*Correspondence

Address: Department of Aerospace Engineering, K.N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran.

[email protected] Article History Received: August 22, 2021 Accepted: July 12, 2021 ePublished: January 28, 2022

Copyright© 2020, TMU Press. This open-access article is published under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License which permits Share (copy and redistribute the material in any medium or format) and Adapt (remix, transform, and build upon the material) under the Attribution- NonCommercial terms.

(2)

یبدا اضر 192 و ناراکمه

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

ــــــ ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ــــــــــ

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــ

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

سررب ی برجت ی رج ی نا ا ی پورتوز

لوت ی د هدش

روت طسوت ی

لنوت رد و توص نودام داب

هزادنا گ ی ر ی هصخشم اه

ی رج ی نا هتفشآ

بدا اضر ی

سدنهم ی اضفاوه - آی دور ی مان ی

،ک تعنص هاگشناد ی

صن هجاوخ ی دلار ی ن سوط ی ،

ا ،نارهت ی نار

نام ی لعحتف ی

سحملاغ ی ن روپ ی فسو

* ی

لع ی اضر تسود دومحم ی

فطصم ی ما ی ر ی ط ی ب ی

سدنهم ی اضفاوه - آی دور ی مان ی ،ک تعنص هاگشناد ی

ا ،نارهت ی ار ن

هدیکچ ا رد ی ن سررب هب شهوژپ ی

برجت ی رج ی نا ا هتفشآ ی پورتوز هب .تسا هدش هتخادرپ

مه ی ن روت ود ،روظنم ی

اب توافتم ی ک ضابقنا لاناک ی

نآ تشپ رد ارب اه ی ا ی داج

ی ک رج ی نا ا هتفشآ ی پورتوز لنوت لخاد رد بعت داب

ی ه روت .تسا هدش ی

اه اب

هکبش اه ی 54 / 2 تناس ی رتم و 08 / 5 تناس ی رتم ترت هب ی ب دادسنا تبسن اب 34

/ 0

و 17 / 0 رب اب ل ش ی رز ور ی هدش هداد شرب بوچ ارب .دنا

ی عت یی ن تعرس اه ی

شاشتغا ی رج تهج رد ی نا رج زا ی نا جنس س ی م غاد ی ک دعب ی ارب و هدش هدافتسا ی

عت یی ن هفلوم اه ی تهج اه ی د ی رگ رقت زا ی ب تعرس رد .تسا هدش هدافتسا اه

ی

5 ناثربرتم ی ه و 10 ناثربرتم ی ه ارب ی ره ی ک روت زا ی اه امزآ ی ش هزاب هک هدش ماجنا

ر ددع ی زدلون 8500 دودح ات 33000 م رب رد ار ی گ ی در ارب . ی عت یی ن ناکم زاغآ

ای پورتوز ی شور زا اه ی عت یی ن گلوچ ی راومه ،تعرس ی

تدش ،تعرس

قم و للاحمضا خرن ،تاشاشتغا ی

سا اه ی لوط ی ت و فورگوملوک لوط دننام ی

رول

ارب .تسا هدش هدافتسا ی

گلوچ ی راومه و ی ب دادعا ترت ه ی ب 0 و 3 هداد ناشن ار

ناشن هک رج هدنهد ی نا ا ی پورتوز م ی دشاب اتن . ی ج ازفا اب هک دنداد ناشن ی

ش

دورو تعرس ی ، ای پورتوز رج ندش ی نا وعت هب ی ق نچمه .تسا هداتفا ی

ن هکبش رد

دزن رد ،رتمک دادسنا تبسن اب ی

ک ی روت ی لو دوب دهاوخ رتمک شاشتغا تدش ی

اب

ود ر روت زا ندش ی

، ب تاشاشتغا تدش ی

رتش .تسا هدش

هژاودیلک اه : گتفشآ ی ای

،پورتوز رج ی نا روت ،نگمه ی

، لاناک ،دادسنا تبسن

داب لنوت ،ضابقنا :تفایرد خیرات 31

/ 05 / 1400

:شریذپ خیرات 20

/ 07 / 1400

:لوئسم هدنسیون*

[email protected]

1 - همدقم

رج ی نا ( هتفشآ Turbulence flow اج همه رد )

ی لئاسم

آی دور ی مان ی ک س ملع و ی تلاا پاوه فارطا دننام ی

،اهام لاب اه ی

اسو ی ل اوه یی

، اهروتوم لخاد ی

نورد تج و زوس بروت ،اه

ی ن اه ی

و داب هریغ لو ،تسا رضاح ی

ف کرد زونه ی

ز ی ک ی لماک ی ا زا ی ن رج ی نا ن دوجوم ی تس ا . ی ن مها هلأسم ی

ت ب نتخادرپ ه

رج ی نا ار هتفشآ

م ناشن ی دهد ر . ی دراچ ف ی نمن اج هدنرب ی هز گتفشآ هلئسم ،لبون ی

ار

هلئسم ا ی ف رد هدشن لح ی

ز ی ک سلاک ی ک م ی دناد اه . ی گربنز

ناکم دنمشناد ی

ک د و موتناوک ی

مان ی ک س ی تلاا م ی وگ ی د ماگنه ی هک

ند زا ی ا بسن ،مراد دنوادخ زا لاوس ود متفر ی

ت چ ی

؟تس گتفشآ ی

چ ی

؟تس ک تسوا و ه

ارب اعطق ی لوا ی ن ا .داد دهاوخ باوج راب ز

ای ن ور گتفشآ هلئسم هب نتخادرپ ی

م ی دناوت هب ام کرد و دشاب زور

رج زا ار ی نا دنک رتهب هتفشآ . [1]

گتفشآ ی تلاح ی س تکرح زا ی

لا تسا

فداصت و مظنمان تاکرح طسوت هک ی

م صخشم ی

دوش عون تلع هب .

و هسدنه یا

ر ددع نتفر لااب ی

زدلون غ و ی

،هر ن ی اهور ی ا ی سرن ی رب

ن ی اهور ی جوم لوط اب تلالاتخا و هدش بلاغ تجزل سناکرف و اه

عم ی ن دشت ی د م ی دنوش م مهرد و هدرک دشر تلالاتخا . ی

دننکش و

س ی لا لا تلاح زا ی ه ا ی م جراخ دوخ ی

ددرگ ن عقاو رد . ی اهور ی ا ی سرن ی

م ثعاب ی دنوش ن هک ی اهور ی ب تجزل ی ن لا ی ه اه ی س ی لا شهاک ی هتفا

تلالاتخا و ،

م ی ار دب و دندرگن ی

ن لا تروص ی ه اه ی س ی لا تلاح رد

اب شنکردنا ی

دک ی رگ گ رارق ی دنر س تکرح و ی

لا تکرح تروص هب

هدوت اه یی س زا ی لا جنا ما گ ی در رج و ی نا رج .دوش هتفشآ ی

نا اه ی

اراد هتفشآ ی

سب سناکرف اب تعرس مظنمان تاناسون ی

را ره رد لااب

تدش اب تهج هس اه

ی غتم یی ر امومع تاناسون تدش .دراد دوجو

دودح ات 10

% م طسوتم تعرس ی

دنناوت رج .دنشاب ی

نا اب هتفشآ

صوصخ ی ت ب تکرح ی هبادرگ کانبوشآو مظن ( اه

هتخانش )Eddy

م ی دوش .

ات رظن نونک ی ه اه ضرف و ی تا لو ،نوگانوگ ی

اب ی ک هام ی ت عوضوم ی

رج رتهب کرد رد ار ام و هدش حرطم کرتشم ی

تانا کمک هتفشآ

م ی دنک صخاش زا . رت

ی ن رظن ی ه اه م ی ناوت رج ضرف هب ی

نا نگمه

ای پورتوز ( Isotropic Homogeneity Flow هعلاطم رد .درک هراشا )

روئت ی رج ی نا اه ی نگمه ضرف زا ارثکا هتفشآ ی

م هدافتسا ی دوش .

ا اب ی ن م ضرف ی ناوت هداس هب زاس ی مهم و تخادرپ تلاداعم زا رت

همه

، لحت زا هدافتسا ناکما ی

ل ط ی ف ی گتفشآ ی م مهارف ی ددرگ .

لحت ی ل ط ی ف ی گتفشآ ی روئت شور ی

سب ی را بوخ ی م هک تسا ی

ناوت

قم نآ اب ی سا اه ی ناکم ی گتفشآ رد فلتخم ی

رشت ار ی ح ه .دومن ی چ

رج ی نا هتفشآ ا ی ن نگمه عقاو رد ی

تس لو ی نک م ی ناوت رقت اب ی ب

بوخ ی ی ک رج ی نا لوت نگمه هتفشآ ی

د ضرف زا هدافتسا اب .دومن

نگمه ی رج رد ی نا اه ی م هتفشآ ی ناوت تحار روئت هعسوت هب رت ی

اه

گتفشآ رد ی .تخادرپ

اهدرواتسد اب یی

نچ رد هک ی ن رج ی نا اه ی ا ی هد لا ی رد صوصخ هب

قم دروم ی سا اه ی وک کچ م تسد هب ی

آی

،د م ی ناوت و رتهب کرد

مع ی ق رت ی زا هام ی ت رج ی نا اه ی عقاو ی غ ی ر تسد هب نگمه

دروآ

[2,3]

. رد تروص ی رج هک ی نا رج هدودحم مامت رد هتفشآ ی

نا اراد ی

مک راتخاس ی

ت ی ی ناسک ی گتفشآ ،دشاب ی

وگ نگمه ار ی

دن اربانب . ی ن اب

( هطقن ود نتفرگ رظن رد 1

( و ) 2 م رد ) ی ناد رج ی

،نا تروص رد ی هک

ز هطبار ی ر ا رد ی ن گتفشآ ،دشاب مکاح هطقن ود ی

دوب دهاوخ نگمه .

(3)

( 1 ) (𝑢́̅̅̅)² ₁= (𝑢́̅̅̅)² ₂ ; (𝑣́̅̅̅)²₁= (𝑣́̅̅̅)² ₂ ; (𝑤́̅̅̅̅)² ₁= (𝑤́̅̅̅̅)² ₂

رج ی نا اپ رد هتفشآ یی

ن تسد روت ی نومزآ قاتا نورد ی

ک لنوت ،داب

رقت اب ی ب سب ی را بوخ ی ا ی پورتوز م نگمه و ی

دشاب ز . ی ار م ی ار یی

گتفشآ ی دنک هب ی م تروص ی گ ی در تسا مزلا هتبلا . ناشن رطاخ هک

ا اب درک ی هکن سب ی را ی رج زا ی نا اه ی م ار هتفشآ ی

ناوت رقت ی اب

ای پورتوز تفرگ رظن رد لو

ی نک ا ی پورتوز ی نگمه و ی غ ،لماک ی ر لباق

سرتسد ی م ی دشاب

[3,4,5]

. ی ک ی د ی رگ نراقت زا اه ی رامآ مهم ی

،

ای پورتوز ی رج ی نا رج .تسا هتفشآ ی

نا ا هتفشآ ی پورتوز سب رد ی را ی

تح دراوم ی رج زا ی نا ن نگمه هتفشآ ی

ز ای هد لآ رت م ی دشاب ارثکا و

ارب ی هداس زاس ی زجت ی ه لحت و ی ل گتفشآ ی ا زا ی ن هدافتسا ضرف

م ی دوش نچ . ی ن ضرف ی تا ی ارب ی گتفشآ صاوخ هعلاطم ی

دراو نودب

ئزج تابساحم رد ندش ی

تا تن رد و ی هج لحت ندومن هداس ی

ل اه هب

م راک ی دنور تروص رد . ی

رد هک رج ی نا اه ی اهرتماراپ ،هتفشآ ی

رامآ طسوتم ی

ه رد ی چ تهج ی حجرا مه هب تبسن ی

ت دنشاب هتشادن

و یا ترابع هب ی اهروحم نارود اب ی

غت نودب تاصتخم یی

ر قاب ی

رج .دننامب ی

نا ار هتفشآ درگناسمه ی

ا ای پورتوز وگ ی دن اربانب . ی ن رد

ی ک رج نورد هطقن ی

نا ا هتفشآ ی پورتوز هاوخ ی م :تشاد

( 2 ) 𝑢́²

̅̅̅ = 𝑣́̅̅̅ = 𝑤́² ̅̅̅̅²

رج رد ی نا اه ی ا هتفشآ ی پورتوز لد هب ی ل دارگ دوجو مدع ی

نا اه ی

شنت ،طسوتم تعرس اه

ی شرب ی گتفشآ ی رد .تسا رفص اب ربارب

سب ی را ی اهراک زا ی تاعلاطم ی ور رب ی گتفشآ ی غ رد ی با رج ی نا

گتفشآ اب ،طسوتم ی

گتفشآ ناونع هب ادتبا نامه زا نگمه ی

ای پورتوز م دروخرب ی دوش ا دوجو اب . ی

هکن شآ گتف ی هب ور نگمه

وس ی گتفشآ ی ا ی پورتوز لو دراد ی نک گتفشآ ،عورش رد ی

ب و مک ی ش

غ ی ار ی پورتوز ا .تسا ی پورتوز ی سب شقن ی را مهم ی هعلاطم رد

گتفشآ ی ناونع هب هچ ی

ک مومع صخاش ی

ت تهج هچ و

هداس زاس ی ارب ی مخت ی ن مک ی ت اه ی دودحم دادعت اب مهم ی

هزادنا گ ی ر ی دراد لاس رد .[3]

1935 ت ی رول روئت ی رج ی نا ا ی پورتوز و

هصخشم رب مکاح تلاداعم اهرتماراپ و اه

ی رج ی نا ا ی پورتوز ار

م هک درک هئارا ی

ناوت ر ددع هب ی

،زدولن گتفشآ تدش ی

( Turbulence

Intensity ( للاحمضا خرن و ) Decay

) درک هراشا ارب .[5]

ی لوا کرد ی ه

رج ی نا اب ،هتفشآ ی تس ی ی ک رج ی نا ا ار فراعتم ی

داج ناوتب ات درک

رظن ی ه اه ی راعت و هدش حرطم ی

ف گرب رد ار هدش ماجنا ی

در دب . ی ن

هکبش زا روظنم اه

ی روت ی لوت ی د گتفشآ ی ( Grid Turbulence

Generator ارب )

ی رج ندرک هتفشآ ی

نا دورو ی لنوت رد هدافتسا داب

م ی دوش .

س ی زنوم ( رتلاس و 1933 ار ) یم ناوت لوا ی ن ناسک ی زا هک تسناد

روت ی ارب ی ای داج رج ی نا هزادنا و هدرک هدافتسا هتفشآ گ

ی ر ی

تعرس اه ی شاشتغا ی رج اب ار ی نا س جنس ی م اهنآ .دنداد ماجنا غاد

ا هب ی ن تن ی هج سر ی دند روت زا ندش رود اب هک ی

، تاشاشتغا تدش

م شهاک ی ی دبا لاس رد .[6]

1965 ربوا ی لاو و ی س روت زا هدافتسا اب ی

و ی ک هفلوم کچوک ضابقنا اه

ی گتفشآ ی هزادنا ار گ ی ر ی اهنآ .دندرک ضابقنا اب

ی روت تشپ هک ی

ا دنور دنتسناوت دنداد رارق ی

پورتوز ندش

رج ی نا رست ار ی ع ( ضابقنا تبسن .دنشخب Contraction Ratio

)

نآ تاعلاطم رد هدش هدافتسا اه

8 / 0 : 1 نآ .دوب اه ود روت عون ی زا

سنج اه ی امزآ رد ار زلف و بوچ فلتخم ی

ش اه ی دروم دوخ

روت ود .دنداد رارق هدافتسا ی

ن هسدنه رظن زا ی

ز عطقم عون ود رد

اد ی هر طتسم و ی ل دندوب رج اب اهنآ .[6]

ی نا جنس س ی م روحم رد غاد

زکرم ی x لنوت روت زا داب ی هزادنا هب عورش و هدش رود گ

ی ر ی 𝑢² ،̅̅̅

𝑣² ،̅̅̅

𝑤² دندرک̅̅̅̅

. نآ اه زا بارپ x لکش ی نع ی س ود ی م هک ،مه اب عطاقتم

واز ی ه 90 ارب دنراد مه هب تبسن هجرد ی

هزادنا گ ی ر ی تعرس اه ی

شاشتغا ی ا اب و هدرک هدافتسا ی

ن هفلوم بارپ اه

ی 𝑣² و̅̅̅

𝑢² ار̅̅̅

هزادنا

دنتفرگ و اب شخرچ بارپ لوح روحم x رقت اب و ی ب تلاداعم و ی 𝑤²

̅̅̅̅

ار ن ی ز هزادنا گ ی ر ی ا هب و دندرک ی

ن تن ی هج سر ی دند حان رد هک ی ه غ ی ر

ای پورتوز رج ی نا تعرس تبسن اه

ی شاشتغا ی 𝑤²

̅̅̅̅ = 𝑣̅̅̅ ≈ 𝑢² ̅̅̅ 1.4²⁄

م ی دشاب ا رد . ی ن تعرس تبسن زا شهوژپ اه

ی شاشتغا ی حان رد ی ه

غ ی ر ا ی پورتوز م هدافتسا ی

دوش وچ . ن تعرس هاگتسد بارپ جنس

س ی م تخا رد غاد ی

را ام

، ی ک بارپ ی ک دعب ی هک تسا 𝑢𝑡

هک ار

د هفلوم هس زا لکشتم ی

رگ هزادنا تسا گ

ی ر ی م ی دنک . لاس رد 1965

سروک و تولب تموک ی

ن راکمه اب ی ی دک ی رگ لوا ی ن ناسک ی هک دندوب

اب ی ک روت زا دعب کچوک ضابقنا ی

تبسناب 24 / 1:1 هب دنتسناوت

رج ی نا ای پورتوز هفلوم و دنسرب اه

ی گتفشآ ی تحار هب ار ی

هزادنا گ ی ر ی تعرس تبسن اهنآ .دننک اه

ی شاشتغا ی 𝑢́⁄𝑣́

ار

هزادنا گ ی ر ی دندرک ا هب و ی ن تن ی هج سر ی دند ارف ،ضابقنا نودب هک ی

دن

سب للاحمضا ی

را هبادرگ و تسا دنک اه

ی سب ی را گرزب ی لخاد رد

لنوت ب م دوجوب دا ی

آی دن ترابع هب و ی

ا ندش مارآ ی

ن هبادرگ نامز اه

ب ی رتش ی رپس ار ی م ی دنک تعرس تبسن سپس . اه

ی شاشتغا 𝑢́ ی

⁄𝑣́

اب ار قنا هظفحم نتفرگ رظن رد ضاب

روت زا دعب ی هزادنا گ ی ر ی دندرک

د و ی دند دزن ثعاب ضابقنا هظفحم هک ی

ک شاشتغا تعرس ود ندش ی

و𝑢́

هب 𝑣́

ی دک ی رگ م ی دنوش ا و ی ن ی نع ی رج ی نا ا هب ی پورتوز ندش

دزن ی ک رت م ی دوش .[3]

رد لاس 1946 للاحمضا ،دنسات و رولچب

گتفشآ رد تاشاشتغا ی

ا ی پورتوز اهنآ .دنداد رارق هعلاطم دروم ار

مرت اه ی لنوت زا هدافتسا اب ار شاشتغا هلداعم فلتخم ود اب داب

روت ی سوب ی هل رج هاگتسد ی

نا جنس س ی م هزادنا غاد گ ی ر ی هب و دندرک

ای ن تن ی هج سر ی دند غت رد رثا ود هک یی

تار تغا تاشاش خد ی ل .تسا

فنم مهس ی ا ی ن فداصت تکرح نآ تبثم مهس و تجزل رثا ،رثا ی

هبادرگ طوطخ ا هک ،دنتسه اه

ی ن م تارثا ی دناوت گلوچ هب ی

( Skewness زوت عبات و )

ی ع دشاب طبترم لامتحا .[8]

رد لاس 1990 و دمحم روت تشپ للاحمضا تردق نوناق هرابرد ورلا ی

لوت ی د گتفشآ ی قحت ی ق ثات اهنآ .دندرک ی

تار ارش ی ط لوا ی ه ور ار ی ناوت

رض و للاحمضا ی

ب عقاو ادبم و نآ ی

ارب للاحمضا تردق نوناق ی

غت یی تار راو ی سنا اه ی گتفشآ تعرس ی

ارب ی روت ی اه ی عطقم اب

عبرم و درگ ی

سررب ی .دندرک هدودحم تاعلاطم ی ر دادعا رد اهنآ ی

ردلون

6800 ات 6000 هکبش لوط اب اه

ی روت ی 54 / 2 تناس ی رتم و 08 / 5

تناس ی رتم دادسنا تبسن اب و 34

/ 0 و 44 / 0 ور اهنآ .دوب ی

عقوم ی ت

(4)

رج ی نا ا ی پورتوز امزآ نگمه و ی

تاش ی اهرتماراپ و دنداد ماجنا ی

خد ی ل ا رد ی ن رج ی نا پ ار ی اد اهرتماراپ .دندرک ی

ا تابث و رج دوج ی نا

ای پورتوز داقم رد ار نگمه و ی

ر اپ یی ن گلوچ ی اپ ،تعرس ی راد ی رد

گلوچ ی ژرنا هلداعم رد لداعت و تعرس قتشم ی

شبنج ی گتفشآ ی

ا .دنتسناد ی

اهن گمه ی ارش و للاحمضا ناوت زا لقتسم ی

ط لوا ی ه زا

بق ی ل ر ددع ی

،زدلون روت هزادنا ی دندوب دادسنا تبسن و .[9]

زا رج هک اجنآ ی

نا اج همه رد هتفشآ ی

سدنهم و تعنص ی

دراد دوجو

رج ضرعم رد کرحتم و راود تاعطق و ی

نا تخانش ،دنتسه هتفشآ

ای ن رج ی نا مها زا ی ت لااب یی ا رد .تسا رادروخرب ی

ن هب شهوژپ

سررب ی برجت ی رج ی نا ا هتفشآ ی پورتوز هب .تسا هدش هتخادرپ

مه ی ن روت ود ،روظنم ی

دش هتخاس توافتم ه

اب و ی ک لاناک

ضابقنا ی لنوت لخاد رد نآ تشپ رد ارب داب

ی ای داج ی ک رج ی نا

ا هتفشآ ی پورتوز بعت ی ه روت .تسا هدش ی

اه هکبش هزادنا اب اه

ی

54 / 2 تناس ی رتم و 08 / 5 تناس ی رتم ترت هب ی ب دادسنا تبسن اب 34

/ 0

و 17 / 0 ل شرب اب ی رز ور ی هدش هداد شرب بوچ .دنا

2 - قیقحت شور

رج تاعلاطم ی

نا اه ی م ار هتفشآ ی

ناوت لحت هتسد دنچ هب ی

ل ی ،

ددع ی برجت و ی سقت ی م لحت لح هک درک ی

ل ی فداصت تلع هب ،نآ ی

ذپذوفن ،ندوب ی

ر ی فلاتا و ذپ ی ر ی

، سب راک ی را لکشم ی لح .تسا

ددع ی رج ی نا ن هتفشآ ی ز مرن تاناکما مزلتسم رازفا

ی تخس و رازفا ی

م ی دشاب برجت شور . ی

ن ی دنمزا وت هب لن داب هاگتسد و بسانم

هزادنا گ ی ر ی رج تعرس ی

نا لنوت زا هدافتسا اب .تسا م داب

ی ناوت

امزآ ی ش اه شهوژپ و اه

ی سو ی ع ی ظن فلتخم مولع رد ار ی

ر

ناکم ،اضفاوه ی

ک س ی

،تلاا حم ی ط ز ی

،تس و وردوخ ،نارمع

نچمه ی ن انص ی ع ماظن ی غ و ی ر ماظن ی امزآ .داد ماجنا ی

تاش لنوت رد

تعرس داب اپ یی ن و م راد زاب سدنهم هدکشناد ی

اضفاوه ی هاگشناد

تعنص ی صن هجاوخ ی

دلار ی ن سوط ی هتفرگ ماجنا تسا

اراد هک ی قاتا

نومزآ ی ضرع عطقم اب ی

1 2⨯ / 1 رتم و لوط قاتا نومزآ 3 رتم هدوب

تسا . ب ی رتش ی ن ا نومزآ قاتا رد تعرس ی

ن ات لنوت 70 ناثربرتم ی ه

م ی تسناوت ارش تحت .دشاب ی

ط رج ی نا ی

،تخاونک شتغا تدش تاشا

رج ی نا لوط دازآ ی زا رتمک 15 غ و %/

ی ر ی تخاونک ی ضرع رد تعرس

نومزآ قاتا 5

/ 0

% لکش( تسا هدوب 1

.) ارب ی هزادنا گ ی ر ی مک ی و

ک ی ف ی رج ی نا اوه ی لنوت لخاد رد هتفشآ

ن ،داب ی زا هاگتسد هب اه

ی

هزادنا گ ی ر ی رج ی نا م اوه ی دشاب . ی ک ی هجت زا ی تاز لصا ی هعلاطم

رج ی نا لنوت رد اوه رج هاگتسد ،داب

ی نا جنس س ی م رد .تسا غاد

امزآ ی ش اه ی ارب ،داب لنوت ی

هزادنا گ ی ر ی هظحل تعرس ا

ی سناکرف اب

عت و لااب یی ن غت یی تار سب ی را رس ی ع رج هاگتسد زا ،تعرس ی

نا جنس

س ی م م هدافتسا غاد ی

دوش . ارب ی هزادنا گ ی ر ی سناکرف اه ی ر ی شز

هبادرگ زا اه ی ک رج هاگتسد ی

نا جنس س ی م ( غاد Hotwire عون زا )

( تباث امد رازفا مرن هارمه هب )CTA

Rake FlowWare

تکرش تخاس

( ابص شجنس ارف ،)FSS

ی ک هداس بارپ ددع ی

ک دعب ی کت(

)یروسنس لدم

WU11–SN ،

ی ک نورتکلا درب هاگتسد ی

ک ی (A/D) لکش

1 ) داب لنوت تعنص هاگشناد ی

صن هجاوخ ی دلار ی ن سوط ی

ب12 ی ت ی 16 تخاس هلاناک National Instruments (NI)

لدم PCI–

6024E و ، ی ک پماک هاگتسد ی

رتو صخش ی .تسا هدش هدافتسا

ب ی ش ی هن عطق مدع ی ت هزادنا گ ی ر ی رج طسوت تعرس ی

نا جنس س ی م

دودح رد غاد 5

/ 0

% مخت ی ن سناکرف خساپ .تسا هدش هدز ی

ا ی ن

ن هاگتسد ی ز دودح 40 ک ی زترهول .تسا هدوب

اهنت لکشم ی ارب هک ی

ای داج رج ی نا ا هتفشآ ی پورتوز قاتا لوط ندوب هاتوک ،دراد دوجو

لنوت نومزآ ارب و هدوب داب

ی ا ی داج ا ی ن رج ی نا هب ی ک نومزآ قاتا

وط ی ل ن ی دنمزا هدوب ای م ارب . ی ا ی داج رج ی نا ا ی پورتوز ندرک فرطرب و

ای ن ارب ضابقنا زا ،لکشم ی

رست ی ع ا رد ی پورتوز ی رج ی نا هدافتسا

ارب .تسا هدش ی

ا ی ن حارط زا دعب ،راک ی

روت ی

، ضابقنا هظفحم

هتخاس کچوک اب سپس .تسا هدش لاناک ،ضابقنا هظفحم ندش رت

ی

ادتبا رد .تسا هدش هتخاس نومزآ قاتا داعبا زا رتکچوک داعبا اب روت ی اب هلصاف 20 تناس ی رتم پ هلول زا ی توت ارب و هدش بصن ی

بثت ی ت وت رد همست و باق زا نآ لن

داب زا دعب .تسا هدش هدافتسا

ی ک هلصاف 35 تناس ی رتم روت زا ی ، هب و بصن ضابقنا هظفحم

قتسم هظفحم ی

م .تسا هدش لصو

تقو ی رج ،دشاب هتشادن دوجو طسوتم تعرس قتشم ی

نا ،هتفشآ

لوت و تسا نگمه ی

د ی ن نآ رد ی تس ( رج نداد روبع اب .)P=0 ی

نا

اوه ی ی تخاونک ب زا ی ن ی ک روت ی م داب لنوت رد ی

ناوت هب ی ک

رقت ی ب تسد نگمه هتفشآ للاحمضا خرن زا بسانم ی

تفا رد هک

لکش 2 روت( تسا هدش هداد ناشن ی

هصخشم اب M

م صخش

م ی دوش ) .[10]

امزآ بوچراچ رد ی

هاگش رج ی نا رامآ رظن زا ی

تباث

تهج رد طقف و تسا x

زکرم طخ رد ی

رج ی نا اب .تسا توافتم

روت زا ندرک تکرح ی

تعرس اب U

رج ی نا فاک دح هب ی و هدش نگمه

( نامز اب 𝑡 = 𝑥 𝑈⁄ پ لماکت ) ی اد م ی دنک .

تموک سروک و تولب ی

ن لاس رد 1966 ا زا هدافتسا اب ی

ن روت عون ی

راو دنتسناوت ی

سنا هزادنا ار تعرس گ

ی ر ی امزآ رد نراقت .دننک ی

ش

سب ی را ا ی هد لآ م ناشن و تسا ی

دهد راو هک ی سنا اه ی هس رد تعرس

واسم تهج ی

شرب شنت و تسا ی

ا رد ی ن حان ی ه .تسا رفص اهنآ

رد ی دنتفا وحم تعرس تسا نکمم هک ر

ی 10

% ب ی رتش رس زا بناج تع ی

.دشاب

(5)

لکش 2 ) روت ی م ی هل ا ی

مک اب اهنآ ی واسم ار لامرن شنت حلاصا ی

هب و هدرک ی

ک رج ی نا

ا نگمه ی پورتوز پ تسد ی اد حم رد .دننک ی

ط امزآ ی هاگش ی م ی ناوت

( هلداعم زا 3

[درک هدافتسا ) 10

.]

( 3 𝑘 )

𝑈= 𝐴(𝑥 − 𝑥₀ 𝑀 )^−𝑛

n وگ للاحمضا ناوت ار ی

دن داقم هک ی ر فلتخم ی ب ی ن 15 / 1 لا ی 45 / 1

لاس رد ورلا و دمحم اما ،دراد 1990

ار نآ 3 / 1 اب هک دندرک هبساحم

مامت ی هداد برجت اه ی تسا راگزاس .[9]

م ی ناوت روت ی اه ود هب ار

سلاک تمسق ی

ک سقت لاتکارف و ی

م دنب ی سقت رد .درک ی

م دنب ی

سلاک ی ک

، روت ی اه ی اد عطقم حطس اب هداس ی

هر و یا م ار عبرم ی ناوت

م هک داد رارق ی

دنناوت حطسم یا غ ی ر دنشاب حطسم

[1,11]

ا رد . ی ن

روت ود شهوژپ ی

زا ادتبا رد .تسا هتفرگ رارق هدافتسا دروم روت

ی

سلاک ی ک روت سنج .تسا هدش هدافتسا تخت ی

بوچ زا MDF اب

تماخض 6 م ی ل ی رتم ل اب و هدش باختنا ی

رز .تسا هدروخ شرب

لکش رد هک روطنامه 3

هداد ناشن ب خاروس زا تسا هدش

اه ی

عبرم ی لوط اب 54 / 2 تناس ی رتم هک هدش هدافتسا ی

ک روت ی اب

خاروس اه ی ر ی ز م باسح هب ی

آی د رعت رد . ی ف روت ی دادسنا تبسن زا

م هدافتسا ی

،دوش هطبار دادسنا تبسن هک ا

ی ب ی ن خاروس لوط اه

یا

ب تماخض و شم ی

ن خاروس ب اه هدو ( لومرف تروصب و 4

رعت ) ی ف

م ی دوش .

( 4 ) 𝜎 = (𝑑

𝑀)(2 −𝑑 𝑀)

ارب ی روت ی سلاک ی ک رظن دروم 54 / 2 M=

تناس ی رتم و 476 / 0

= d و

34 / 0

= σ لبق تاعلاطم رد .تسا هدش هتفرگ رظن رد ی

روت زا ی اه ی اب

حارط و توافتم شم لوط ی

دادسنا تبسن و هدش هدافتسا فلتخم

لو ،تسا هدش هتشاد هگن تباث ی

ا رد ی ن قحت ی ق ربارب ود شم لوط

ثات ات تسا هدش فصن دادسنا تبسن و هدش ی

تار ار دادسنا تبسن

غت رد یی تار رج ی نا دب .درک هدهاشم ی

ن هب شم لوط روظنم 08

/ 5

تناس ی رتم غت یی ر و هدش هداد d

نامه 476 / 0 ت هدش هتشاد هگن ا

دادسنا تبسن 17

/ 0 لکش رد .دشاب 3

روت هکبش ب ی

تبسن اب

روت هب تبسن فصن دادسنا ی

ا زا .تسا هدش هداد ناشن لوا ی

ن هب

دعب زا G1 روت ناونعب ی

هکبش اب 54 / 2 تناس M=

ی رتم زا و G2 روت ناونعب

ی هکبش اب 08 / 5

= M تناس ی رتم م هدافتسا ی

دوش قبط .

روئت ی اهرادومن رولچب و لتنارپ ،هتسسگ هبادرگ ی

لکش 4 هئارا ار

اب هک دننک صخشم ات دنداد ی

ک رج ی نا غ ی ار ی پورتوز لوا ی ه هچ

تسا مزلا ضابقنا تبسن رادقم ات

رج ی نا ا ی پورتوز

[دوش

]12

.

ربوا ی امزآ رد ی تاش ضابقنا زا دوخ 78

/ 1:0 زا تولب تموک و

ضابقنا 27 / 1:1 ضابقنا زا تسره و 23

/ 1:1 لنوت رد ارب داب ی سر ی ند

رج هب ی نا ای پورتوز هدرک هدافتسا ا رد .دنا

ی ن قحت ی ق ضابقنا زا

)فلا(

)ب(

لکش 3 ) روت ی :فلا دادسنا تبسن اب داب لنوت لخاد رد هدش بصن حطسم

17 / 0 :ب و 34 / 0

لکش 4 ) ن دروم ضابقنا ی

زا ارب ی دبت ی ل رج ی نا غ ی ار ی پورتوز ا هب ی پورتوز

[11]

(6)

ب توافت ی ن اهراک اب ام ضابقنا تبسن ی

لبق ی دودحم رطاخب ی

ت

لنوت داب ا رد هعلاطم دروم ی

ن قحت ی ق هب ضابقنا هظفحم .تسا هدوب

پ اب و هدش هتخاس هکتود تروص ی

چ هدش لصو نومزآ هظفحم هب

لصا هزاس .تسا ی

ناولاگ قرو اب ی

هز بوچ باق و ی

اب و هدش هتخاس

قرو اه ی لپ ی رم ی شوپ ی هد نحنم ات هدش ی

اه ی بوخ هب رظن دروم ی

آ دوجوب ی دن لکش(.

5 )

اب ضابقنا هظفحم زا دعب ی

د هظفحم ا ی ج ات دشاب ر ی نا جورخ زا دعب

ژر و دوشن طسبنم ضابقنا زا ی

م راشف فلاتخا و دروخن مه رب نآ

پ ی ش ن ی ای د ا هب . ی ن شوج اب کبس نهآ زا هکت ود راتخاس روظنم

بوخ ماکحتسا زا ادتبا رد هک هدش هتخاس نوگرآ ی

و دشاب رادروخرب

ن ی ز ناکم ناوتب ی

مز د ی هراو اه ی وشک یی ارب ار ی غت و بصن یی

تار

ظنت ی تام امزآ لاح رد ی

ش پ ار ی هدا ز راتخاس فک رد .درک ی

ر ی ن

قتسم هظفحم ی

م اپ ی ه اه یی بعت ی ه هزادنا هظفحم ات هدش گ

ی ر ی

قد تعرس ی اق گ رارق داب لنوت عطقم حطس طسو رد ی

در دورو داعبا . ی

هظفحم 78

× 94 تناس ی رتم نآ لوط و 100

تناس ی رتم .تسا هدوب

3 - رشت ی ح اتن ی ج ثحب و

امزآ ی تاش تعرس ود رد 5

ناثربرتم ی ه و 10 ناثربرتم ی ه ارب ی عون ود

روت ی فرعم ی هدش ماجنا هدش ارب .تسا

ی عت یی ن سناکرف

هداد رادرب ی ان نوناق قبط ی

وک ی تس اب ی د سناکرف ربارب ود لقادح

رج رد دوجوم ی

نا دروم سناکرف ناوتب ات دشاب رظن دم رظن

بوخب ار ی

هزادنا گ ی ر ی رادرب هداد سناکرف .درک ی

رد 10 ک ی زترهول نامز و

هداد رادرب ی 20 ناث ی ه هطقن ره رد هک هدش باختنا 200000

هداد

م .تسا هدش تشادرب ی

ناد تهج رد تعرس x

لصاوف اب 5 تناس ی رتم

هزادنا گ ی ر ی دومع تهج رد و هدش 3

تناس ی رتم هزادنا لصاوف گ

ی ر ی

.تسا هدوب رد

تهج x هلصاف ات 170 تناس ی رتم روت زا ی پ ی ام ی ش

م و هدش ی ناد هزادنا تعرس گ

ی ر ی ماجنا راب ره رد .تسا هدش

امزآ ی

،ش رج هاگتسد و داب لنوت ی

نا جنس س ی م لاک غاد ی هرب هدش .دنا

لکش رد 6 سم ی ر پ ی ام ی ش .تسا هدش هداد ناشن بارپ هدنهد لاقتنا

لکش 5 ) ضابقنا هظفحم لکش

6 ) سم ی ر پ ی ام ی ش تهج رد x,y

1-3 - گلوچ ی راومه و ی تعرس

گلوچ ی زکرم نامم تبسن ی

عم زا فارحنا موس ناوت هب موس ی

را

م ی دشاب :

( 5 ) 𝑆_𝑢=𝑢́̅̅̅³

𝑢́²

̅̅̅³²

نراقتمان ی زوت نراقت مدع رگناشن ی

ع نآ تعرس ی تعرس لوح

م طسوتم ی دشاب رگا . 𝑆 > 0 م بلاغ تبثم تاناسون ، ی

دنشاب رگا و

𝑆 < 0 فنم تاناسون ، ی

. K راومه فرعم ی

م ی دشاب تاعلاطا و

دودحم ی شک دروم رد ی

گد ی انهپ و ی م هئارا تاناسون هلابند ی

دنک :

( 6 ) 𝐹𝑢= 𝐾𝑢= 𝑢́̅̅̅⁴

𝑢́²

̅̅̅²

ا هب هجوت اب ی

هکن غت یی تار زج یی ارش رد ی ط لوا ی ه رج ی نا هتفشآ

غت ثعاب یی تار اتن رد ی ج م هدمآ تسدب ی

دوش همه مه زاب رگا و

ارش ی ط لوا ی ه اعر ار ی ت نک ی

،م اتن ی ج ی ک لبق تست اب تست ره ی

قرف

ا رد سپ ؛دراد ی

اجن من ی ناوت ور ی و درک ثحب هدمآ تسد هب دادعا

اتن ی ج ب ی رتش ور ی اهراتفر ی رج ی نا اقم ی هس اتن .تسا هدش ی

ج تسدب

ا رد هدمآ ی ن اتن اب شهوژپ ی

ج گلوچ ثحبم رد ورلا و دمحم ی

سب ی را

ا و هتشاد تهابش ی

ن تن ی هج م ار مهم ی ناوت اب هک درک طابنتسا

ازفا ی ش دورو تعرس ی

ا ی پورتوز رج ندش ی نا وعت هب ی ق م ی دتفا

لکش(

7 .)

لکش 7 ) اقم ی هس گلوچ ی تعرس و اهدادسنا رد تعرس اه

ی رج ی نا توافتم

(7)

راومه دروم رد ی

ن ی ز ای ن تن ی هج ور زا مهم ی اتن ی هک هدمآ تسدب ج

ساسح ی ت رتمک ی گلوچ هب تبسن ی

.دراد ارب ی اتن مود هکبش ی

ج

مک ی تعرس رد و هدوبن لوبق لباق 5

ناثربرتم ی ه رج ی نا ا ی پورتوز

گلوچ و هدشن ی

ب رفص هب ی رتش دزن ی ک ا و .تسا هدشن ی

ن م ی دناوت

ساسح زا ی ت هزادنا هاگتسد گ

ی ر ی اپ تعرس رد هتسناوتن هک دشاب یی

ن

اپ دادسنا تبسن اب هکبش رد یی

ن ساسح ی ت ارب مزلا ی هزادنا گ ی ر ی

عرس ت اه ی شاشتغا ی لکش( دشاب هتشاد ار 8

.)

2-3 - گلوچ ی راومه و ی تعرس قتشم

گلوچ ی راومه و ی ارب تعرس قتشم ی

مامت ی امزآ ی تاش هدش ماجنا

دودح رد 3 / 0 لا ی 5 / 0 ا طرش هک تسا هدمآ تسدب ی

پورتوز عضوم ی

م تباث ار ی دنک لکش رد هک روطنامه . 9

لکش و 10 رد هدش هدهاشم

ر ددع راهچ اب هکبش عون ود ی

،زدلون گلوچ ی هلصاف رد تعرس 50

تناس ی رتم لوت هکبش زا ی

د گتفشآ ی سر مه هب ی هد .تسا هدش تباث و

لکش 8 ) اقم ی هس راومه ی تعرس و اهدادسنا رد تعرس اه

ی رج ی نا توافتم

لکش 9 ) اقم ی هس گلوچ ی تعرس و اهدادسنا رد تعرس قتشم اه

ی رج ی نا

توافتم لکش

10 ) اقم ی هس راومه ی تعرس و اهدادسنا رد تعرس قتشم اه

ی رج ی نا

توافتم 3-3 - تاشاشتغا تدش

ارب ی فرعم ی ی ک رج ی نا قم لوط زا هتفشآ ی

سا گتفشآ تدش و ی

اب ی د ا ،درک هدافتسا ی

ن ی نع ی گتفشآ تدش ی

مها زا ی ت سب ی را لااب یی

رج تاعلاطم رد ی

نا اه ی لاثم روطب .دراد هتفشآ ی

ک مارآ هناخدور

من ار لااب تعرس اب ی

ناوت اب ی ک گتفشآ رظن زا ناشورخ هناخدور ی

ی ک ی ر هک تسا حضاو و تسناد هناخدو

گتفشآ تدش زا ناشورخ ی

رتلااب ی هلداعم( تسا رادروخرب 7

) .[10]

( 7 𝑇𝑢= 100√𝑢́² )

𝑈̅

م عقوت هک روطنامه ی

تفر اهراک و ی لبق ی م ناشن ی

،داد دنور

ددع هکبش زا ندش رود زا دعب تاشاشتغا شهاک 01

/ 0 لا ی 02 / 0 ار

قد هک هداد ناشن ی

اق اهراک قباطم ی

لبق ی و داتسگورک[ تسا

د ی و ی نوسد مه .]

ی روطن لک رادومن رد هک ی

لکش 11 هدش هدهاشم

دزن رد رتمک دادسنا اب هکبش رد تسا ی

ک ی شاشتغا تدش هکبش

رتمک ی لو هتشاد دوجو ی

ب تاشاشتغا تدش ندش رود اب ی

رتش هدش

.سکعلاب و

لکش 11 ) اقم ی هس لک تاشاشتغا تدش ی

تعرس و اهدادسنا رد اه

ی رج ی نا

توافتم