تحلیل فراکتالی گروه زمانی تلاطم سرعت با کاربرد روش نوسانهای غیرهمروند
محورهای موضوعی : برگرفته از پایان نامهسید محراب امیری 1 , علی اکبر حکمت زاده 2
1 - استادیار بخش عمران و محیط زیست دانشگاه شیراز، شیراز، ایران
2 - استادیار دانشکده عمران و محیط زیست دانشگاه صنعتی شیراز، شیراز، ایران
کلید واژه: تلاطم, فراکتال, چند فراکتال, گروه زمانی,
چکیده مقاله :
پدیدهی اغتشاش یا تلاطم دارای نقش اصلی در انواع پدیدههای انتقال، از جمله انتقال اندازهی حرکت، انتقال جرم و انتقال حرارت در رودخانهها میباشد. با آن مطالعات بسیار وسیعی در مورد این پدیده انجام شده است، اما هنوز هیچ روش دقیقی برای شبیهسازی عددی این پدیده وجود ندارد. علت آن است که هنوز ماهیت این پدیده شناخته نشده است. در این مقاله دیدگاه فراکتالی برای ارزیابی رفتار جریان متلاطم مورد استفاده قرار میگیرد. بدین منظور، پس از اندازه گیری سرعتهای تلاطم از روش تحلیل نوسانهای بدون تمایل(detrended fluctuation analysis) به عنوان یک روش کارآمد تحلیل گروههای زمانی بهره گیری میشود. همچنین، با استفاده از این روش، ماهیت چند فراکتالی پدیدهی تلاطم مورد بررسی قرار میگیرد. نتایج نشان میدهند که نمای نوسان برای مولفهی u’ (نوسان سرعت در جهت خط جریان) بزرگتر از دو راستای دیگر است، اما هر چه نقطهی اندازهگیری به کف نهر نزدیکتر میگردد، و به عبارت دیگر اثر گرانروی قابل توجه میشود، این اختلاف کمتر است. افزون بر آن، استفاده از روش چند فراکتالی نوسانهای بدون تمایل (MF-DFA) نشان میدهد که در گروه زمانی تلاطم، نمای هارست تعمیم یافته (h(q)) به شدت به q وابسته است. همچنین نزولی بودن نمودار h(q) در مقابل q نشان میدهد که احتمال وقوع نوسانهای کوچک در گروه زمانی بیش از نوسانهای بزرگ است.