Particle tracking velocimetry in ondiep-water menglagen

Abstract

In onderhavige studie is de meettechniek "Particle Tracking Velocimetry" (PTV) toegepast ten behoeve van het onderzoek naar ondiepe waterstromingen. Het doel van het onderzoek was de meettechniek beschikbaar te krijgen voor studies aan ondiep-waterstromingen en de geschiktheid van de methode voor het meten van grootschalige structuren aan te tonen. Eerst is er een literatuuronderzoek naar de PTV-methode geweest. De methode meet verplaatsingen van deeltjes in een medium over een bepaalde periode. Hiermee kunnen watersnelheden worden bepaald. Vervolgens is de PTV-methode gebruiksklaar gemaakt voor de metingen. Na het opzetten van de PTV-methode is een literatuuronderzoek gedaan naar de werve1s in een menglaag. Hieruit is gekomen dat wervels zijn aan te tonen door samenhang in fluctuaties van snelheden in ruimte en tijd. Daama is er een post processing methode opgezet om de PTV metingen om te zetten naar fluctuaties ten opzichte van een gemiddelde. Om deze methode uit te voeren is er een post processing programma geschreven. Als laatste is bij de opzet van de methode een uitgebreide foutenanalyse geformuleerd. Hiermee is aangetoond dat aanwezige fluctuaties gemeten kunnen worden. Er zijn in twee opstellingen metingen met behulp van de PTV-methode verricht. Eerst is er in een havenmodel gemeten en vervolgens in een ondiep-watermenglaag. De opstelling in het havenmodel is gebruikt om de methode op te zetten en bekend te raken met de methode. De opstelling met de ondiep-watermenglaag is gebruikt als test voor het meten van de structuren. Hierin zijn eveneens LDA metingen verricht waarmee de PTV-methode is vergeleken. Uit de resultaten van de metingen is gebleken dat: het opzetten van de meetmethode is gelukt; het meten van turbulente structuren in de menglaag niet is gelukt. Dit werd veroorzaakt doordat de afstand tussen de deeltjes groter is dan de grootte van de samenhang in de fluctuaties. De belangrijkste oorzaak hiervan was te ondiep water. Hierdoar konden de structuren zich niet in voldoende mate ontwikkelen om deze te kunnen waamemen met deze methode. Aanbevelingen voar de meting aan wervels: voer de experimenten uit met deeltjes die kleiner zijn ell dichter bij elkaar liggen, zodat de wervels meetbaar zijn. Aanbevelingen voor de metingen: er zijn interessante effecten in de metingen zichtbaar geweest, deze kunnen met deze methode goed worden onderzocht.