تأثیر اعمال فیلترهای پس‌پردازش بر میدان سرعت جت آشفته اندازه‌گیری شده با فرکانس‌های نمونه‌برداری مختلف به‌وسیله سرعت‌سنج صوتی داپلر

نویسندگان

1 استادیار دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی‌تکنیک تهران)

2 گروه عمران آب/دانشکده عمران و محیط زیست/ دانشگاه امیرکبیر/تهران/ایران

doi
10.30482/jhyd.2021.257224.1487
چکیده

سرعت‌سنج صوتی داپلر به‌عنوان یک ابزار اندازه‌گیری سرعت، در مطالعات هیدرولیک آزمایشگاهی و میدانی مورد استفاده قرار می‌گیرد. با توجه به اینکه پارامترهای آماری سرعت اندازه‌گیری شده به‌وسیله سرعت‌سنج صوتی داپلر ممکن است تحت تأثیر عوامل خطا ازجمله نویز و اسپایک قرار گیرند، بنابراین پس‌پردازش داده‌ها ضروری می‌باشد. در این پژوهش به‌منظور بررسی دقت دستگاه سرعت‌سنج صوتی داپلر، آزمایش‌هایی بر روی یک جت آشفته متقارن محوری منتشر شده در محیط ساکن، با عدد رینولدز 10000 انجام شد. مقادیر میدان سرعت به‌وسیله سرعت‌سنج وکترینو پلاس با فرکانس‌های نمونه‌برداری 25 و 200 هرتز در ناحیه خودمتشابه جت متقارن محوری اندازه-گیری شدند. به‌منظور اصلاح سرعت اندازه‌گیری شده، از روش‌های مختلف پس‌پردازش حذف نویز و اسپایک و ترکیب آنها استفاده شد. میزان تأثیر روش‌های مختلف حذف اسپایک و نویز بر داده‌های اندازه‌گیری شده سرعت (در فرکانس‌های مختلف نمونه‌برداری) در جت آشفته متقارن محوری در جهات محوری و شعاعی مورد بررسی قرار گرفت. به‌منظور بررسی میزان کارایی و دقت، نتایج با داده‌های اندازه‌گیری شده پژوهش‌های معتبر قبلی مقایسه شد. نتایج نشان داد استفاده از فرکانس بیشتر در اندازه‌گیری سرعت‌سنج صوتی داپلر، باعث افزایش نویز و در نتیجه افزایش واریانس سرعت می‌شود. اعمال روش‌های پس‌پردازش حذف نویز و اسپایک باعث بهبود کیفیت داده‌ها و همچنین تطابق واریانس سرعت اندازه‌گیری شده با فرکانس‌های نمونه‌برداری متفاوت شد. نهایتاً توصیه می‌شود در پژوهش‌هایی مانند اندازه‌گیری‌های میدانی یا نزدیک مرزهای جریان که داده‌های اندازه‌گیری شده از کیفیت کمتری برخوردار هستند از ترکیب فیلترها حذف نویز و اسپایک برای رسیدن به داده‌های با دقت بالاتر استفاده کرد.