« in the name of God»

30/12/2015

Oceanography and physical oceanography and some dimensionless quantity of fluid mechanics

Mostafa niknami

(Physics University of Mashhad)

Supervisor:

Dr. mohammad javad ketabdari

(Associated Prof., Faculity of Marine technology,

Amirkabir Uiversity of Technology)

mostafa niknami MOS1374NIK@GMAIL.COM

1

متفاوت های اقیانوس در سطحی بزرگ های جریان

جهان هوای و آب بر نینو ال تاثیر و نینو ال معرفیامواج انرژی از استفاده های روش و امواج انرژی

2

مطالب فهرستصوت سرعتماخ عدد

کانال یک در سرعت پر های جریان--------------------------------------------------------------------------------------------

» دوم» بخش» سیاالت» مکانیک در بعد بی های کمیت برخی

ارشمیدس عدداتوود عددبگنولد عدد

گرانولی جامداتبیجان عدد

بیو عددباند عدد

برینکمن عددمویینگی عدد

کوشی عدددین عدداکمن عدداولر عددفرود عدد

شناسی : دریا اقیانوسو بخشاولفیزیکی

اقیانوس یونانی : تعریف واژه از که شده‌است ( (okeanus)) Ωκεανόςاقیانوس گرفتهآبی مرز و می‌باشد کره آب از جزوی که می‌شود گفته شور آب‌های از بزرگی پیکره‌های به

. می‌سازد را قاره و بزرگ خشکی چند میان

. می‌شود گفته می‌شود، خوانده جهانی اقیانوس آنچه از بزرگی قسمت‌های به گاهی واژه اینگاهی اقیانوس و دریا از Sectionواژه پیکره‌ای دریا اما می‌شوند برده کار به یکدیگر جای به

. ) اقیانوس ) است نزدیک خشکی‌ها به که جهانی اقیانوس از بخشی غالبا است شور آب‌های . تقریبا است رویت قابل سیاره‌های شده تایید اقیانوسسطحی بزرگترین از ۷۱زمین درصد

حدود ) مساحتی که زمین کره ( ۳۶۱سطح آب‌های را می‌شود شامل را مربع کیلومتر میلیون . کلی حجم می‌شوند تقسیم دریا تعدادی و اقیانوس چند به کلی طور به که پوشانده‌اند شور

حدود متوسط ۱٫۳اقیانوس‌ها عمق با مربع کیلومتر . ۳۷۹۰میلیارد اقیانوس‌ها در است مترژرفای ۲۳۰٬۰۰۰حدود از عمده‌ای قسمت البته دارد، وجود شده شناخته جانوری گونه

جانوری گونه میلیون دو از بیش که می‌شود زده تخمین و باقی‌مانده نشده کشف اقیانوس‌ها . دانشمندان البته است، باقی‌مانده ناشناخته زمین اقیانوس‌های منشأ باشد داشته وجود آبزی

آغاز برای منشائی که است ممکن و یافته تشکیل هادئن دوران در بار نخستین که هستند معتقد . بر بالغ عمقی دارای اقیانوس‌ها این از نیمی از بیش باشند بوده زمین در متر )۳۰۰۰حیات

۹۸۰۰ . ) حدود غلظتی اقیانوس‌ها آب شوری میزان هستند هستند ۳۵فوت دارا را هزار از نقطهمیزان به شوری غلظت این دریاها نزدیکی در .۳۸الی ۳۰و می‌کند پیدا تغییر نقطه

: نگاری اقیانوس منظور( ( Oceanography تعریف به که است میان‌رشته‌ای دانشیفیزیک، زمین‌شناسی، شیمی، زیست‌شناسی، رشته‌های اقیانوسی محیط‌های از شناختترکیب هم با را جغرافیا و هواشناسی، جانورشناسی، گیاه‌شناسی، ریاضیات، ژئوفیزیک،

سازواره‌های. ساحلی، فرایندهای مد، و جزر امواج، مطالعه اقیانوس‌نگاری پژوهش‌های می‌کند. دربرمی‌گیرد را اقیانوس گردش و جوی، و دریا سطح تغییرات ته‌آبی، و پالنکتونیک

: آرام جنوبی اقیانوس منجمد اقیانوس از دنیاست اقیانوس بزرگ‌ترین که آرام اقیانوس . قاره آسیا، استرالیا، میان فاصله اقیانوس این است شده گسترده شمالی منجمد اقیانوس تا

. آمریکای حنوب در هورن دماغه محل در آرام اقیانوس است پوشانیده را اقیانوسیه و آمریکا. می‌پیوندد اطلس اقیانوس به جنوبی

3

: اطلس منجمد اقیانوس اقیانوس از و است بزرگ اقیانوس دومین اطلس اقیانوسشمالی منجمد اقیانوس تا اروپا و شمالی آمریکای آفریقا، جنوبی، آمریکای میان و جنوبی

. می‌شود متصل هند اقیانوس به آگوالس دماغه در اطلس اقیانوس است شده گسترده

: هند سمت اقیانوس به استرالیا و آفریقا میان و جنوبی منجمد اقیانوس از هند اقیانوس. می‌پیوندد آرام اقیانوس به استرالیا نزدکی در و شده گسترده هند تا شمال

: شمالی منجمد میان اقیانوس در اقیانوس کوچک‌ترین شمالی منجمد اقیانوس . اطلس اقیانوس به ایسلند و گرینلند نزدیکی در اقیانوس این است زمین پنج‌گانه اقیانوس‌های

. در شمالی آمریکای از شمالی منجمد اقیانوس می‌پیوندد آرام اقیانوس به برینگ تنگه در و . این از قسمتی است شده گسترده شرقی نیم‌کره در سیبری و اسکاندیناوی تا غربی نیم‌کره

. است متغیر مختلف فصل‌های در آن وسعت و شده پوشیده یخ با اقیانوس

: جنوبی منجمد پیرامون اقیانوس اقیانوس به‌عنوان را جنوبی منجمد اقیانوسجغرافیایی عرض جنوب عموما و پیراقطبی ۶۰جنوبگان جریان تسلط تحت که جنوبی درجه

. آن وسعت که شده پوشیده دریا یخ با اقیانوس این از بخشی می‌گیرند نظر در است جنوبگان . پنج میان در کوچک اقیانوس دومین جنوبی منجمد اقیانوس می‌کند تغییر فصل نسبت به

. است زمین اقیانوس

» ها» اقیانوس و دریا آب فیزیکی خواص

جهت دما: و می‌دهد نشان را آن سردی و گرمی میزان که است ماده ویژگی‌های از یکی . از گرمایی انرژی باشند، متفاوت دمای دارای جسم دو اگر می‌کند مشخص را گرما جریان

. برسد تعادل به جسم دو دمای که هنگامی تا می‌شود منتقل سردتر جسم به گرم‌تر جسم . کلوین یکای از بین‌المللی دستگاه در شده‌اند تعریف دما اندازه‌گیری برای گوناگونی یکاهای

. به دما اندازه‌گیری برای نیز فارنهایت و سلسیوس مانند دیگری یکاهای ولی می‌شود استفاده. می‌روند کار

. از که دارند وجود دماسنج مختلف انواع می‌شود انجام دماسنج از استفاده با دما اندازه‌گیری . در دما اندازه‌گیری نمونه، برای می‌کنند استفاده دما اندازه‌گیری برای گوناگون روش‌های

. می‌شود انجام جیوه گرمایی انبساط ویژگی از بهره‌گیری با جیوه‌ای دماسنج . نمونه، برای می‌شود انجام انرژی تبدیل فرایند با مادی محیط یک یا جسم یک دمای تغییر

. سرد دیگر، سوی از می‌شود دما افزایش به منجر اصطکاک اثر در مکانیکی انرژی اتالف. ) می‌شود ) انجام می‌شود تبدیل کار به گرمایی انرژی که گاز انبساط با گازها کردن

4

: دریا سطح . دمای به بسته سطح دقیق معنای است اقیانوس سطح نزدیک آب دمایو میلیمتر یک بین ولی است، متغیر گیری اندازه .۲۰شیوه می‌باشد دریا سطح زیر متر

قرار دریا سطح دمای تاثیر تحت شدت به زمین اتمسفر در دریا سطح نزدیک هوای توده‌های. می‌شوند. شناخته اقیانوس‌ها روی بر مداری توفندهای پدیدآورنده دریا سطح گرم دمای دارند

:) آب ) .( Salinity ) شوری است آبی پهنه‌های در محلول نمک وجود یا شوربودن معنای بهآن زیستی فرایندهای و طبیعی آب‌های شیمیایی ویژگی‌های تعیین در مهمی عامل آب شوری

آب. فیزیکی ویژگی‌های فشار و دما با همراه که است ترمودینامیکی متغیری شوری است. می‌کند تعیین را گرمایی ظرفیت و چگالی مانند

کانتوری خط خط می‌کند، وصل به‌هم را یکسان شوری دارای نقاط که نقشه روی بر. می‌شود نامیده هم‌شوری

دقیق اندازه‌گیری و تعریف اما است ساده اقیانوس و دریاچه‌ها رودها، در شوری وجود مفهوم . است عبارت شوری مفهومی صورت به است برانگیز چالش علمی و فنی نظر از مفهوم این

. سولفات، منیزیم کلرید، سدیم مانند ترکیباتی از نمک‌ها این آب در محلول نمک‌های مقدار از . می‌شوند حل یون‌ها در که شده تشکیل شیرین جوش و نیترات پتاسیم

حل‌شده . ماده قطر بگذرد ریز بسیار فیلتر یک از می‌تواند که می‌شود گفته ماده‌ای به قبال را فیلتر این ۰/روزنه‌های امروزه ۴۵ و ۰/میکرومتر ۲ . را شوری می‌گیرند نظر در میکرومتر

جرم واحد در حل‌شده ماده جرم یعنی کرد، بیان نیز جرمی کسر از شکلی به‌صورت می‌توانمحلول.

حدود دریا آب شوری میزان ( ۳۵معموال در ) مقدار این گرچه است، لیتر کیلوگرم هر در گرم . ممکن دریاچه‌ها و رودها شوری میزان است کمتر می‌ریزد، دریا به رودها که سواحلی نزدیکی

از و متفاوت بسیار ۰/است نقاط ۰۱ برخی در گرچه باشد، لیتر در گرم چند تا لیتر در گرم . از بیش مرده دریای شوری میزان می‌شود یافت نیز شوری باالتر لیتر ۲۰۰مقادیر هر در گرم

است.

: ها اقیانوس و دریاها آب اقیانوس‌ها چگالی آب متوسط ۱.چگالی در ۰۲۵ گرم . . دمای است خالص آب و شیرین آب به نسبت بیشتری چگالی دارای دریا آب است میلی‌لیتر

. است پایین‌تر محلول نمک غلظت علت به دریا آب انجماد

: فشار هوای برداشت تنفس از استفاده با توانست بشر که روزهایی نخستین ازکه برد، پی مهم موضوع این به نماید، سپری عمق در را بیشتری زمان مدت شده، فشرده

نمودن کوتاه در نیز دیگری موانع و نبوده عمق در بقا شرط تنها کافی، تنفسی هوای داشتن . نیتروژن سریع جذب عوامل این مهمترین جمله از می‌باشند دخیل عمق در بشر توقف مدت . اصلی اجزاء از که نیتروژن دریافتند، محققین و دانشمندان برد نام می‌توان خون توسط را

با دریا اعماق نظیر فشار، پر محیطی در انسان بدن گرفتن قرار صورت در می‌باشد، خونمعادل بیماریهایی ۲۰۰سرعتی بروز باعث و گشته ممزوج خون با اکسیژن از تر سریع برابر

. می‌سازد ناتوان دریا عمق در باقی‌ماندن از را انسان که می‌گردد

5

: اقیانوسی رودهایی جریانات می‌باشدجریان‌ها اقیانوس یک درون در آب جریان یک . دایره یک شکل به غالبا جریان‌ها این است بیشتر یا کمتر اقیانوس دمای از دمایشان که هستند

. دریایی، جریان‌های معروفترین و مهم‌ترین از یکی می‌کنند طی را کامل چرخه یک یا و بوده. می‌شود دیگر نقط به زمین نقطه یک از گرم هوای انتقال باعث که است استریم گلف جریان

: اقیانوسی جریانات شده تاریخچه کشف دریانوردان توسط اقیانوسها در جریان وجودمسیر. و استریم گلف وجود از آمریکا تجارتی کشتیهای ناخدایان هیجدهم قرن اوایل در است

. جریان از طرح اولین می‌کردند استفاده آن نیروی از اروپا به سفر موقع و بودند خبر با آنسال در استریم بوسیله ۱۷۷۰گلف فرانکلین میالدی . بنیامین جریان طرح آن در شد منتشر

. است شده ترسیم می‌کند، حرکت اقیانوس در که عریض رودی صورت به استریم گلفولی دارد، شرکت جریانها ایجاد در مختلفی عوامل اقیانوسی جریان‌های کننده ایجاد عوامل

. باد جهت با سطحی جریانهای جهت غالب بادهای قلمرو در است غالب بادهای با عمده نقش . . عالوه می‌کند عوض را آنها مسیر آب زیر برآمدگیهای یا سواحل به جریانها برخورد است یکیمتاثر کوریولیس نیروی از زمین، سطح در دیگر متحرک هر مثل نیز اقیانوسی جریانهای آن بر

می‌شوند.

دیگر طرف از است ناچیز فوق‌العاده زیاد سرمای علت به تبخیر شمال قطب حوضه دربه نسبت آن سطح نتیجه در می‌کند وارد آن به آب زیادی مقدار اروپا و آسیا بزرگ رودهایکه می‌شود ایجاد جریانهایی سطح اختالف علت همین به و است باالتر کمی عمومی سطح

. می‌کند تخلیه آرام و اطلس اقیانوس به را اضافی آبهای

وارد آن به باران و رودها بوسیله که است آبی میزان از بیشتر تبخیر مدیترانه دریای درمدیترانه. طرف به سطح در اطلس اقیانوس آبهای کمبود این جبران برای نتیجه در می‌شود

. سرد اثر در می‌رسد قطبی سرد آبهای به وقتی استریم گلف شور و گرم آبهای می‌یابد جریان . نزدیک همدیگر به اقیانوسی جریان دو که جایی می‌رود فرو اعماق به شده سنگین‌تر شدن

اعماق آبهای می‌گردد دور هم از جریان دو که جایی در برعکس و می‌رود عمق به آبها می‌شوند. می‌آید باال اقیانوس سطح به

: متفاوت های اقیانوس در سطحی بزرگ های جریان

اطلس : -1 سطحی اقیانوس آبهای آلیزه بادهای استوایی آرام منطقه طرف دو درایجاد استوا طرفین در جریان دو نتیجه در می‌راند، مغرب سمت به را اقیانوس

نام. به دو این شمالی می‌شود استوایی جنوبی و جریان استوایی . جریان بین موسومندرا آن که می‌شود دیده مخالف جهت در دیگری جریان جریان، دو جریان این ضد

. استوایی جنوب و شمال استوایی جریانهای بوسله که آب از عظیمی توده نامیده‌اند

6

. آمدن باال می‌کند ایجاد زیادی سطح اختالف می‌شود، حمل آمریکا سواحل به استوااستریم گلف جریان پیدایشسیستم در مهم عوامل از مکزیکو خلیج در دریا سطح

است.

2- : آرام مدار اقیانوس بین استوایی جریان آرام اقیانوس شمالی ۲۵الی ۹در درجه . قویتر رفته‌رفته غرب سمت به شده شروع مکزیک جنوب از جریان این می‌کند حرکت

تقسیم. شاخه دو به فیلیپین جزایر به برخورد اثر در آرام اقیانوس مغرب در می‌شودو. می‌رود پیش ژاپن جنوب ریوکیوتا جزایر برآمدگی از تبعیت به شمالی شاخه می‌شود

. است، جنوبی شاخه از قویتر که شاخه این می‌گردد بر مشرق به آنجا جریاناز. Kuroshio کوروشیو و( ( برجستگیها وجود علت به جنوبی آرام اقیانوس در دارد نام

اساسا و نیست منظم مناطق سایر اندازه به اقیانوسی جریانهای مسیر بیشمار جزایر. است گرفته قرار مطالعه مورد کمتر

3- : هند دیده اقیانوس روشنی به جریانها تشکیل در باد نقش هند اقیانوس درتغییر. موسمی بادهای از تبعیت به جریانها سرعت و جهت اقیانوس این در می‌شودجنوب. از غرب سوی به جریانی استوا شمال در شمالی نیمکره زمستان در می‌کند

. خط حدود از جنوب در می‌رسد سومالی سواحل به گذشته عمان دریای و بنگال خلیج. می‌کند حرکت شرق به غرب از استوایی جریان ضد جنوبی عرض درجه شش تا استوا

جریان استوایی آرام منطقه در که شده تشکیل قبلی جریان برگشت از جریان ایندارد.

4- : جنوب قطب خشکی اطراف در شمال قطب حوضه حوضه دربر آن حرکت جهت یک که می‌دهد تشکیل را بسته‌ای مدار آبها حرکت شمال قطب

. به انحرافی جریان سه بزرگ جریان این از است ساعت عقربه‌های حرکت جهت خالفدو و آرام اقیانوس به برینگ دریای طریق از یکی و می‌شود منشعب جنوب طرف

. می‌شود وارد اطلس اقیانوس به البرادور و شرقی گرینلند نامهای به جریان

حرکت در یکدیگر عکس جهت در گردابی جریان دو جنوب قطب خشکی اطراف در . غربی. جریان می‌کند مطابقت شرقی بادهای و غربی بادهای جهت با آنها جهت است

. جریان دو این بین فاصل حد است آن شمال در شرقی جریان و قاره مجاورت در. دارد جریان باال طرف به اعماق آبهای آنجا در که است جنوب قطب واگرای منطقه

: ها اقیانوس عمقی های مسیری جریان هر سطحی گرم جریانهای . قطبی نواحی در آب این می‌برند قطبی نواحی به را خود آب باالخره باشند، داشته

جریان استوا طرف به فرورفت اعماق در اینکه از پس شده سنگین و سرد . می‌رسد. نظر به است نشده معلوم دقیق بطور عمقی جریانهای کیفیت می‌یابند

اعماق در ولی باشد، داشته وجود کم خیلی سرعت با جریانهایی زیاد، اعماق در که. است توجهی قابل سرعت دارای که نشده کشف جریانهایی کم

7

: عمقی جریان به مشهورترین را دریاها که گذرگاههایی و تنگه‌ها اکثر درجریانهای عکس جهت در عمقی جریانهای می‌کند وصل یکدیگر به یا و اقیانوسها

. مشهورتر همه از دارد وجود جبل‌الطارق سطحی تنگه عمقی در جریان که استاین بوسیله خود موتور کردن خاموش با ایتالیا دریاییهای زیر دوم جهانی جنگ جریان

. اطلسمی‌شوند اقیانوس وارد صدا و سر بدون جریان

: استریم گلف استریم جریان در گلف که است مرموزی و عظیم رودخانه ، جرانهای ترین نیرومند و ترین عظیم از یکی و است جاری اطلس نیلگون اقبانوس

. متر میلیارد صد یک قریب هرساعت در جالب جریان این می‌شود محسوب دنیا آبفلوریدا ) کرانه تنگه‌های میان در آور بهت سرعتی با را سرازیر ( Floridaمکعب

و می‌سی‌سی‌پی می‌کند و آمازون عظیم جریان رودخانه‌های این عظمت برابر در . استریم گلف گرم آب جریان حرارت هستند کوچکی رودهای منزله به گرم آب

. و شدت می‌آید بدست ذغال تن میلیون دو سوزاندن از که است حرارتی مساویممالک تمام هوای است قادر که است حدی به مرموز جریان این حرارت قدرت

. مقدار فرضا اگر کند گرم را اروپا کاسته ۱۵شمالی رودخانه این حرارت از درجهخواهد. اسکیموها مسکن انگلستان مخصوصا اروپا شمالی ممالک تمام احتماال شود

شد. : استریم گلف جریان وجود به علت آمریکا از ثابتی باد وزش اثر در

سطح نتیجه در می‌شوند، انباشته هم روی مکزیک خلیج گرم آبهای مغرب، سویآبها این می‌شود بلندتر اینچ چند مجاور اقیانوس با نسبت مکزیک خلیج گرم آبهای

شکاف بین از ناچار و کنند خالص تراکم این از را خود تا بیابند باید مخرجی طبیعتادارای که کوبا و فلوریدا تنگه و ۲۹بین عرض . ۲۵۰میل سرعت با می‌باشد عمق پا

آور بهت و مرموز سپسمسافرت و کرده سمت ۵۰۰۰عبور به را خود میلی . اروپا به استریم گلف جریان هنگامیکه می‌نماید شروع اسکاندیناوی کشورهای

به آن شمالی قسمت می‌شود تقسیم جنوبی و شمالی قسمت دو به می‌رسد،آمریکا گرم هدهای به مسیر مجددا آن جنوبی قسمت و ریخته شمالی هند اقیانوسبه را خود اولیه حرارت مجددا و رهسپار مکزیک خلیج طرف به و گرفته پیش را . نمود تشبیه عظیمی رود یک به می‌تواند را استریم گلف این بر بنا می‌آورد دست

آن طول است ۱۲۰۰۰که الزن وقت سال سه دانشمندان عقیده طبق می‌باشد میل . موضوع این اثبات برای نماید طی را خود دورانی مسافرت استریم گلف تا

گلف جریان روی مختلف بزبانهای نامه محتوی بطری هزارها مزبور دانشمندان . از هنوز دانش جهان کنند پیدا آنرا مسیر و طول توانسته‌اند تا انداخته‌اند استریم

نشده قانع است آمده دست به استریم گلف گرم آب جریان باره در که اطالعیهبپیماید را طویلی راه‌های است ناگزیر آن علل کشف برای و .است

: دریایی معروف های جریان سایربه – -1 اطلس اقیانوس شرقی شمال از البرادور سرد آب

) آمریکا ) سواحل غربی جنوب طرف

8

طرف – -2 به اطلس اقیانوس غربی جنوب از خلیج جریان) غربی ) اروپایی سواحل به شرقی ساحل

مغرب – -3 به اطلس اقیانوس مشرق از فالکاند جریانبنگاله -4 جریاندریفت -5 جریاناپولینگ -6 جریانکوروشیو -7 جریان

: اقیانوسی پذیری می‌تواند نوسان نیز اقلیمی تغییرات دهه، چند مقیاس در تقریبا . / مشهود اقلیمی، شرایط از بسیاری شود حاصل جوی اقیانوسی سیستم‌های درون تغییرات از

همه از نینو تر و ال اطلسشمالی، اقیانوس نوسانان پاسیفیک، دهه‌ای نوسان شامل بلکه ، شناخته اقلیمی سیستم درون خاص شرایطی عنوان به که بوده جنوبی منجمد اقیانوس نوسان

در توانسته گرما گوناگون روشهای با حدودی تا آن‌ها وجود اثر در کم دست که شده‌اند، . تر، طوالنی زمانی مقیاسهای در شود جابجا مختلفی منابع بین و شده ذخیره اقیانوسها

ایفا گرما مجدد توزیع در را کلیدی نقش هاالین ترمو گردش همچون اقیانوسی فرایندهای. بگذارد تاثیر اقلیم بر شدت به توانسته تغییر صورت در و می‌نماید،

: جهان هوای و آب بر نینو ال تاثیر ؛ روز مسئلههر که است جهان هوایی و آب مشهور چرخه‌های از باعث ۷تا ۲یکی یک‌بار سال

این جمله از می‌شود زمین سیاره سراسر هوای و آب در بزرگی ناهنجاری‌های ایجاداشاره اپیدمی و قحطی خشک‌سالی، ناگهانی، سیالب‌های به می‌توان ناهنجاری‌ها

کرد.شدن رها اثر در که کالن اقلیمی رخداد یک از است عبارت ساده طور به ال‌نینیو

رخ آرام اقیانوس جنوب یعنی جهان اقیانوسی حوزه بزرگترین در انباشته انرژیبادهای. همچنین و گرم و سرد آب‌های جریان جهت تغییر هم آن اولیه نشانه می‌دهد

. است منطقه این : نینو ال وقوع دالیل

1- : واکر استوا گردش بر عمود صفحه‌ای در اتمسفری، گردش یک گردش اینآرام شرق در هوا نزول و استوایی آرام غرب در هوا صعود با که می‌باشد

غربی بادهای و شرقی سطحی بادهای آن با همراه و می‌گیرد شکل استواییایجاد استوایی آرامی حوضه از وسیعی سطح در استوا موازات به فوقانی

طول. در دریا سطح دمای گرادیان وجود به‌دلیل واکر گردش واقع در می‌شودآرام شرق در پایین دماهای و استوایی آرام غرب در باال دماهای میان استوا،

. است انسو رویداد با ارتباط در قویا و می‌گیرد، شکل استوایی،2- : دما شیب گیری به شکل حاره‌ای آرام غرب در منطقه، عادی شرایط در

تشعشع از گرایشحاصل آرام، نسبتا شرقی جنوب تجارتی بادهای واسطه. اقیانوسمی‌شود آبهای شدن گرم موجب خورشیدی

9

به گرم آبهای فرارفت موجب شرقی جنوب تجارتی بادهای همزمان طور به . با آبهای از انباشتگی یک حاره‌ای آرام غرب در بنابراین می‌شوند غرب سمت . تنش دلیل به حال است باال منطقه این در دریا تراز و می‌آید بوجود باال دماهای

اقیانوسی اکمن الیه در قطب سمت به حرکتی استوایی آرام در شرقی بادنواحی در سرد آب فراجهندگی پیوستگی، دلیل به آن پی در و می‌شود ایجاد

آب زبانه وجود بر علتی این که می‌آید وجود به استوایی آرام شرقی و مرکزی. است استوایی آرام شرقی و مرکزی نواحی در خنک

سال در نینو ال وقوع مورد در ها بینی و 2015پیش2016:

» امریکا » هوای و آب پیش‌بینی مرکز معاون هالپرت مایک گفته بهشاهد سرما فصل در که است آن از حاکی دمایی نمودارهای

. شدت و تعداد فرکانس، حال، این با بود خواهیم برفی جریان‌های . این کرد تعیین فصلی زمان‌بندی در نمی‌توان را طبیعی سوانح ایناز خاورمیانه منطقه در را همسایه کشورهای و ایران پیش‌بینی،

. است ندانسته مستثنی نینو ال پدیده

: موج تولید ( Wave power)انرژی اقیانوس سطح روی باد عمل اثر بر باز اقیانوس درحدود. در زمین در شده توزیع موج انرژی کل در MW2.5x 106می‌شوند که می‌شود زده تخمین

( . انرژی است شونده تجدید منبع موج انرژی است مد و جزر توزیعی کلی انرژی حدود . امواج( از که انرژیی است تولید قابل بیشتر باد انرژی به نسبت معموال و برگشت‌پذیر

. انرژی می‌شود پر اقیانوس سطح دو با برهمکنش توسط سرعت به دوباره می‌شود، استخراجیه باید شبکه به شدن اضافه از قبل که است پائین فرکانس دارای و نوسانی نامنظم، موج

به 60فرکانس دوباره شود، می استخراج امواج از که انرژی همچنین و شود تبدیل هرتز. شود می پر اقیانوس سطح دو با برهمکنش توسط سرعت

امواج : انرژی از استفاده های روش

1- : شناور های استوانه از که استفاده می‌سازند طوری را استوانه‌ها . امواج وقتی دارند دریچه یک پائین قسمت در و باشد ته در آنها وزن بیشترین

دریچه ) آب فشار دریچه )( ۲می‌آید متوسط هوای و می‌شود تخلیه( ۱بستهدریچه ) دریچه )( ۳می‌شود، طریق از هوا و است بسته موجب ( ۴نیز و شده خارج

. می‌شود؛ ایجاد مکش حالت یک می‌رود، پایین موج وقتی می‌گردد پره‌ها چرخشدریچه ) دریچه )( ۲و۱لذا شده استوانه ( ۴و۳بسته به ورود ضمن هوا و می‌شود باز

. ژنراتورها و توربینها چرخش باعث پره‌ها چرخش می‌گردد پره‌ها چرخش موجب. می‌شود استفاده الکتریسته تولید برای

شناور : -2 های بادامک از را استفاده بادامک‌ها می‌آید موج وقتی . زیادی تعداد واقع در می‌کنند وصل ژنراتور به را چرخشی حرکت این و می‌چرخاند

نزدیکی در را مجموعه و می‌کنند وصل بهم میله‌ای توسط را بادامک‌ها این از. دارد کاربرد سنگین امواج برای سیستم‌ها این می‌گذارند، امواج روی ساحل

10

طبلک : -3 جزایر از تیوپ استفاده شبیه چیزی طبلکی سیستم . داخلی قسمت‌های می‌باشد ارتجاع قابل آن دیواره‌های که می‌باشد اتومبیل . روی شناور بصورت را سیستم این کرده‌اند جاگذاری توربین تقسیم‌بندی،

. وارد تیوپ بدنه به ضربه این می‌کند وارد ضربه آنها به موج و می‌اندازند آب . شدن فشرده باعث فرورفتگی می‌شود آن فرورفتگی موجب و می‌شود

محفظه وارد محفظه یک از فشرده هوای نتیجه در شده، آن داخل هوای. می‌گردد توربینها چرخش باعث و می‌شود دیگر

: موج اولیه های مبدلمتحرک :-1 و ا جسم جسم یک دادن حرکت برای موج انرژی از روش ین

. جوید می بهره الکتریکی انرژی به آن حرکت تبدیلآب : -2 نوسانگر شناور ستون جعبه یا کف بدون لوله یک در آب از ستونی

با هوا از جریانی تولید حرکت این و رود می پائین و باال دریا سطح روی. آورد در حرکت به را توربین تواند می که نماید می زیاد سرعت

شونده : -3 فشرده فشرده سطح هوای ایجاد برای آب فشار تغییرات از . به تبدیل تواند می فشار این کند می استفاده مستغرق سیستم یک درون

. گردد تبدیل الکتریکی انرزی به و شود آب یا هوا از جریانی4- : موج کننده سرریز عمق دستگاه کردن کم با موج ارتفاع روش این در

. شود می پمپ باال به بیشتری ارتفاع تا آب و کرده پیدا افزایش آبموج : -5 کننده متمرکز مشخص دستگاه نقاط در را دریا آب متوسط تراز

افزایشمی بلند امواج انداختن تله به و شکل قیفی های سازه روش بهدهند.

: کننده تجمیع کرده کانال ذخیره مرتفع مخزنی در را آب ناقص، مخروط شکل به کانالی . آورد می در حرکت به را توربینی دریا سطح به بازگشت در آب این و

: هستند اجرا قابل صورت دو به ها سیستم این1-ON SHORE :تاپچان سایت در توان می را نمونه سال Tapchanاین از که

.1988تا 1985 نمود مشاهده است، بوده فعال نروژ در2-OFF SHORE :نام به شناور مصنوعی ساحل یک در توان می را نمونه این

مک مشاهده Merrimackمری است، شده ساخته ها آمریکایی توسط کهنمود.

آب نوسانگر روی: OWC ستون شناور جعبه یا کف بدون لوله یک در آب از ستونیکه نماید می زیاد سرعت با هوا از جریانی تولید حرکت این و رود می پائین و باال دریا سطح . درون از را فشرده هوای استوانه، یک در رونده باال آب آورد در حرکت به را توربین تواند می

. توربین از و فشرده مخالف جهت در را هوا بازگشت، در سپس دهد می عبور توربین یک. دهد می عبور دیگری

11

پالمیس ) معروف: ( pelamis سیستم نیز رونده پائین و باال دریایی مار به سیستم اینشناور. واحد هر ظرفیت ظرفیت 750است با اسکاتلند در و وات صورت 3کیلو به وات مگا

. است گرفته قرار برداری بهره مورد تجاری

ستو ) انرژی: ( CETO فناوری تبدیل برای استفاده مورد فناوری‌های از یکی فناوری این . کف در و می‌کند عمل آب زیر در دستگاه فناوری این در می‌باشد الکتریسیته به امواج

. دریا بستر در مستقر پمپ واحدهای به شناور چندین سیستم این در شده‌است محکم اقیانوس . در حرکت به را پمپ‌ها و می‌خورند تکان امواج، حرکت با شناورها این شده‌اند متصل

طریق. از آب نتیجه در می‌دهند قرار فشار تحت را آب دریا بستر در مستقر پمپ‌های می‌آورندموجب که می‌آورد در حرکت به را توربین و می‌شود برده ساحل سمت به آبی زیر لوله یک

. می‌شود الکتریسیته تولید

آمریکایی : Power Bouy فناوری شرکت از دستگاه Pacific Northwest GeneratingاینCooperative . بویه ساختارهای رفتن پائین و باال است هم با هماهنگ شناور های بویه از ای مجموعه که

. در پروژه این شود می تبدیل الکتریکی انرژی به که نماید می مکانیکی انرژی تولید شکل ای

Reedsport ایالتOregon. است شده نصب

قدرتمند وال یافت : Mighty Whale سیستم توسعه ژاپن در که قدرتمند وال سیستم . های توربین زیادی تعداد از سیستم این واقع در نرسید صنعتی تولید به است OWCولی شده تشکیل

. دستگاه این طول کند می استفاده هوا سازی فشرده برای موج نسبی حرکت از شناور صورت به کهآن 50 عرض و آن 30متر ارتفاع آن 12متر، آب زیر ارتفاع و سیستم 8متر بزرگترین از یکی و بود متر

. سال از سیستم این آزمایش و ساخت طراحی، است امواج از انرژی استحصال سال 1989های تا2003. انجامید طول به

امواج انرژی : معایب

موج -1 شرایط به بستگی و نبوده ثابت موجی های ه نیروگا در شده تولید توان . دارد دریا

2- . است دشوار آنها ساخت و زیاد موجی ژنراتورهای ساخت هزینهو -3 ها قایق برای شوند می متصل هم به موجی های مولد آن وسیله به که کابلی

. باشد می آفرین مشکل ها کشتی4- . کابل است ممکن زیرا است خطرناک نیز کابل طریق از برق انتقال ضمن در

. اندازد خطر به را دریایی موجودات و شود آب وارد برق جریان و شده لخت5-. نبیند صدمه طوفانی و بد شرایط در که شوند ساخته طوری باید ها نیروگاه این

12

امواج : انرژی مزایای

1- . ها میلیون به نیازی منابعی چنین باشد می تجدیدپذیر نوع از دریا امواج انرژی . باشند می پایان بی و ندارند آمدن وجود به برای زمان سال

2- . زمستان طول در ها نیروگاه این ندارد بر در آلودگی روش این به انرژی تولیدهایی زمان چنین در خوشبختانه و کنند تولید را انرژی میزان بیشترین توانند می

. هستیم نیازمند بیشتری انرژی بهبه -3 مقرون برق انتقال که دست دور نواحی در توانند می موجی کوچک مولدهای

. روند کار به نیست، صرفه

عظیم : و موج خطرناک‌تر بسیار اما سونامی به شبیه و جغرافیایی پدیده‌های از یکی . از دور و دریا وسط در عموما که می‌شود گفته موجی به عظیم موج است آن از سهمگین‌تر

آن ارتفاع و می‌گیرد شکل . ۱۰۰تا ۸۰ساحل ناشناخته‌ترین از یکی ابتدا در پدیده این است پا . را موج این منشا ابتدا در دریانوردان نداشتند قبول آنرا دانشمندان اغلب و بود پدیده‌ها . سال تا شد آغاز دوره این از دریایی هیوالهای داستان و می‌دانستند دریایی هیچ ۱۹۸۰هیوالهای

تهیه حادثه این از مدرکی دریانوردی اینکه تا نداشت وجود مورد این در معتبری مدرک یا سنددهه اوایل به مربوط پدیده، این درباره موجود مدرک و سند معتبرترین اما و میالدی ۹۰کرد

بود،. رفته عرشه روی به بازدید برای نفت‌کش کشتی یک ناخدا کمک که هنگامی استبیشتر شناخت برای بود سرآغازی این و کند ضبط عظیم موج یک از را تصویر اولین توانست

. موج این

: عظیم موج آمدن پدید نحوهبرخورد -1 و می‌کند حرکت دیگر موج‌های جریان خالف بر موج

موج تشکیل و آن شدن فشرده باعث عظیم موج با دیگر موج‌های. می‌شود عظیم

پشت -2 امواج شدن جمع و می‌کند حرکت امواج دیگر جهت در موج. می‌شود آب از بلند دیواری ساخت باعث هم سر

با -3 برخورد هنگام در و دریایی فالت‌های روی بر می‌تواند عظیم موج . به دریایی فالت‌های روی از موج عبور هنگام آید وجود به جزیره‌ها

شکل موج این پشت که فشاری اثر در و می‌کند برخورد آن‌هاعظیم موج یک صورت به دریایی فالت‌های از عبور از بعد می‌گیرد،

و. می‌گیرد قرار جزیره‌ای موج مقابل در دیگر، حالت در درمی‌ایدحالت این در و بزند دور را آن است مجبور جزیره عبور برای موجو جزیره زدن دور از پس که می‌شود تقسیم بخش دو به موج

جزیره پشت در آب از عظیم دیواری هم به موج دو این پیوست. می‌گردد ایجاد

: مد و کشند جزر است، ( tide )پدیده ماه کره گرانش نیروی زاییده اساسا مد و جزر یااین از و دارند بیشتری نرمش‌پذیری زمین خشکی‌های با سنجش در دریاها که است آشکار

زیر در آب توده‌های مناسبت همین به می‌کنند، ایستادگی کمتر ماه کشش نیروی برابر در روینام به را پدیده‌ای و می‌گردند انباشته ماه (پای ( » مد» .برکشند می‌کنند ایجاد

13

» « » می‌گردد » ایجاد زمین کره سوی آن در دیگری برکشند ماه، به رو برکشند با هم‌زماناصطالح به و گردیده متأثر کمتر بدورند، ماه از که زمین کره سوی آن آبهای که بدین‌سان

- دوبار دریا سطح از نقطه هر روزانه بنابراین می‌کنند، ایجاد را کالنی توده آب و می‌مانند عقبدستخوش هم بار دو و برکشند (دستخوش ( » جزر» .فروکشند می‌گردد

پیاپی فروکشند و برکشند دو میان زمانی بازه میانگین به‌طور و ۱۲بنابراین، ۵/ساعت ۲۵ زمین گرد کامل دور یک ظاهرا ماه تا می‌کشد، طول که زمانی نیمه درست است، دقیقه

یعنی و ۲۴بپیماید .۵۱ساعت دقیقه

. می‌روند پیش او غربی افق سمت به ناظر، شرقی افق از ماه ظاهری حرکت با همراه کشند

آن بازه زیرا است، برخوردار اهمیت دوم رده در ماه به نسبت کشند در خورشید گرانش اثر ) نیروی ) نسبت این‌رو از است، کیلومتر میلیون پنجاه و یکصد زمین از خورشید فاصله بیشتر

پیرامون تنها خورشید .۷کشندزای است ماه نیروی درصد

هر که نو ماه هنگام مثال می‌کنند، عمل هماهنگ خورشید و ماه کشندزای نیروهای که هنگامینام به و هستند خود بیشینه در مدها و جزر هستند، زمین طرف یک در یا دو فنری کشند

(( » باهم spring tide مه‌کشند» ماه و خورشید که است وقتی دیگر حد می‌شود، نامیده( ۹۰زاویه به ) و کمینه به را مد و جزر هنگام این در می‌سازند تربیع یا درجه کوچک کشندهای

( » . ( neap tide که‌کشند» می‌سازند بدل

) قرار ) زمینی حضیض فرودینه در ماه که هنگامی دارد، کشند بلندی در تأثیری نیز ماه نزدیکیاندازه به آن کشندزای نیروی .۲۰دارد است عادی حد از بیش ٪

که گردند تورم دستخوش نیز خشکی‌ها زمین، کره آبهای برآماسیدن افزون می‌شود سبب ماه گرانش. است نامحسوس آبها آماس با سنجش در

می‌شوند سبب می‌آید، وجود به آبها شدن انباشته جانب از که لنگری و ماه گرانش از برآمده نیروی. ) می‌افزایند ) زمینی شبانه‌روز طول بر بدین‌سان و کند ترمز ایست آرامی به زمین محوری چرخش

در که است آن بیانگر مرجانی سنگواره‌های نمو و رشد خطوط پیش ۳۵۰بررسی سال میلیونبه خورشیدی سال طول و بوده کنونی شبانه‌روز از کوتاهتر ساعت سه حدود شبانه‌روز طول

حدود .۴۰۰چیزی است می‌گردیده روزافزون

به گذشته گرفتگیهای ماه و خورشیدگرفتگی‌ها از مانده بجا پیشینه‌های روی از که بررسی‌هاییزمینی روزهای افزایشطول روند که می‌دهد نشان شده، سده ۰۰۱۶انجام هر در ثانیه ٪

است.

: مد و جزر منشا14

سینماتیکی و جاذبه‌ای همکنش بر نیروهای دلیل به مد و جز اصوال . در - - فراوانی اثر مد و جزر می‌آید وجود به خورشید ماه زمین دستگاه

دقیق - بررسی که نوعی به دارد ماه زمین دستگاه مداری پارامترهاینیروهای کل که حالی در می‌باشد مخل کامال عمل این در مد و جزر

. ماه به مربوط مد و جزر اساسی نیروی است کوچک ومد جزر مولداست.

صوت سیال: سرعت یک در ثانیه یک زمان مدت در صوتی موج یک که است فاصله‌ای‌مسافتی. چه زمان از مشخصی بازه در موج این که می‌کند مشخص صوت سرعت می‌پیماید

. دمای در و خشک هوای در می‌کند طی سانتی‌گراد )۲۰را ( ۶۸درجه سرعت ، فارنهایت درجهثانیه )۳۴۳٫۲صوت بر ( ۱۱۲۶متر ، ثانیه بر ساعت )۱۲۳۶فوت بر (۷۶۸کیلومتر ساعت بر مایل

. است ثانیه پنج در مایل یک تقریبا یا و ثانیه سه در کیلومتر یک تقریبی، طور به یا

سیاالت دینامیک در صوت (سرعت ( :، مایع یا گاز سیال یک در صوت سرعت . یک سرعت می‌شود استفاده سرعت خود نسبی حساب‌گری ابزار یک عنوان به

) عنوان ) به سیال در صوت سرعت بر تقسیم زمان بر فاصله ماخ شیئ عدد . در می‌کنند، حرکت ماخ یک از بیشتر سرعت با که اشیایئ می‌شود شناخته

. می‌کنند حرکت سوپرسونیک سرعت‌های

ذکر ) به نیاز جمله این است فرکانس از مستقل ایده‌آل، گاز یک در صوت سرعت ) گاز آن چگالی یا فشار به ولی است مطلق دمای دوم ریشه از وتابعی دارد منبع

. دوم ریشه به معکوس طور به صوت سرعت مختلف، گازهای برای نیست وابسته. دارد بستگی گاز مولکولی جرم میانگین

. جامدات و مایعات در صوت است متفاوت دیگر ماده به ماده یک از صوت سرعت . حدود آب در صوت سرعت گفت می‌توان می‌کند حرکت هوا، از سریع‌تر نامتخلخل

( ۱۴۸۴برابر )۴٫۳ تقریبا آهن در و ، ثانیه بر ( ۵۱۲۰برابر )۱۵متر سرعت ثانیه بر مترهوای در .۲۰آن است سانتی‌گراد درجه

هوای فشردگی که محیط‌هایی درون مایعات، جامدات، و فلزات در صوت سرعتدریا، از تر پست و مرطوب و سرد مناطق است، بیشتر آزاد محیط به نسبت آن‌ها

مناطق دریا، از باالتر مرطوب و سرد مناطق دریا، کنار در مرطوب و سرد مناطقبیشتر شده ذکر ترتیب به عادی حالت در آزاد هوای به نسبت دریا از باالتر مرطوب

) نمی‌تواند. ) ندارد وجود ماده آنجا در نیستند مادی که محیط‌هایی از صوت است. کند عبور

15

: ماخ عدد

چک –تاریخچه : فیزیکدان و فیلسوف ماخ، ارنست نام از ماخ عدد . بدون کمیت یک عنوان به بیشتر ماخ عدد است شده گرفته تبار اتریشیدر عدد خاطر این به گیری، اندازه واحد یک تا می‌شود شناخته اندازه . تا کلمه این گیرد می قرار آن از بعد ماخ، کلمه با بودن همراه هنگام

مترادف مارک اقیانوس مدرن ژرفاسنجی قدیمی واحد یادآور ای اندازهواژه از استفاده بر احتماال و آمده بوجود ماخ از زودتر که است قوالج

. صوت از سریعتر انسان انکه از قبل دهه یک است گذارده تاثیر ماخکلمه از صوت سرعت به اشاره برای هوانوردی مهندسان کند، پرواز

. ماخ نه کردند، می استفاده ماخ عدد

ابعادی : حال بررسی در پرسرعت اجسام برای هم ماخ عددهایی کانال در پرسرعت سیال جریانات برای هم و سیال یک در حرکت

ها: ) نازل )nozzlesمانند ها( کن پخش ،diffiusers )مورد باد تونل‌های یا . سرعت دو از نسبتی عدد این که آنجایی از گیرد می قرار استفاده

. دمای در شود می محسوب بعد بدون عدد یک درجه ۱۵است،است برابر زمین جو در صوت سرعت سرعتی 761.2mphسلسیوس،

. مثال برای نیست ثابت عدد یک می‌شود داده نشان ماخ عدد بوسیله که . این ارتفاع، از صرفنظر دارد بستگی جوی ترکیب و دما به سرعت این

با هوا فشار اگرچه ماند، می باقی ثابت کره هوا استراتسفر در سرعت. کند می تغییر ارتفاع تغییر

دما : به افزایش وابستگی با همواره صوت سرعت که آنجایی ازماخ یک سرعت با که شی یک واقعی سرعت می‌کند، پیدا افزایش دما،

. عدد داشت خواهد بستگی آن اطراف سیال ماده دمای به می‌کند حرکتبه مشابه، ماخ عدد یک در سیال ماده که است مفید دلیل این به ماخ

. بر ماخ یک سرعت با که هواپیمایی بنابراین کند می رفتار مشابهی شکلمی‌کند دریافت شکل همان به را شوک موج می‌کند، پرواز دریا سطح

ارتفاع در ماخ یک سرعت با اگر دریافت ۱۱۰۰۰که کرد، می پرواز متریسرعت با که اگرچه کرد، . 654.6mphمی کند می پرواز دریا سطح بر

: بندی دستهصوت )-1 subsonic : )M<0.8زیرصوت )-2 transonic :)0.8<M<1نزدیک M=1( : sonicصوت )-3صوت )-4 supersonic : )M<5باالی

16

5-( صوت Hypersonic : )M>5مافوق

هم و صوت پایین بخش‌های شامل هم شی، اطراف جریان میدان صوت، باالی سرعت در . جریان نواحی اولین که می‌شود آغاز زمانی صوت باالی زمانی محدوده شود می صوت باالی

M<1 ) ( . این هواپیما بال یک مثال ایرفویل یک وجود صورت در شوند می پدیدار شی اطراف در . می معمولی شوک یک در فقط صوت باالی جریان افتد می اتفاق بال باالی در معموال اتفاق

. دهد می رخ پشتی لبه به رسیدن از قبل معموال اتفاق این کند، پیدا کاهش صوت زیر به تواندجریان نواحی افزایشسرعت، با افزایشمی M>1همزمان نیز جلویی و پشتی لبه روی بر

به. سرعت وقتی یک M=1یابد به و رسد می پشتی لبه به معمولی شک بگذرد، آن از و برسد . در همچنان اما می‌کند پیدا کاهش شک از بعد جریان شود می تبدیل غیرمستقیم و ضعیف شک

. ناحیه تنها و، آید می بوجود شی جلوی در معمولی شک یک ماند می باقی صوت باالی محدوده. است شی پشتی لبه اطراف در کوچک محدوده یک جریان، میدان در زیرصوت

در درست بزرگ فشار تفاوت یک رسد، می ماخ یک سرعت به هواپیما یک که زمانی

. ناگهانی فشار تفاوت این شود می ایجاد هواپیما شوک مقابل که موج می‌شود نامیدهدارد مخروط یک شبیه شکلی و پخشمی‌شود هواپیما از بیرون به و عقب سمت به

.) یک) عبور هنگام که می‌شود ای صوتی انفجار ایجاد باعث شوک موج این ماخ مخروط . این هواپیما درون شخص شود می شنیده شخص یک سر باالی از زیاد سرعت با هواپیما . از بعد و بود خواهد باریکتر هم مخروط باشد بیشتر سرعت هرچه شنید نخواهد را صدا

به M=1رسیدن تقریبا صفحه یک شبیه بیشتر بلکه است، مخروط یک شبیه کمتر دیگر. است مقعر

می‌کند خود مخروطی شکل تشکیل به شروع شوک موج صوت، باالی کامال سرعت در ) یک ) فقط شی بودن نوک بدون صورت در یا است، صوت باالی کامال هم جریان و

ایجاد مقابل در که شوک موج و شی دماغه بین کوچک خیلی زیرصوت جریان محدودهموج ) و دماغه بین هوایی هیچ شی، بودن تیز نوک صورت در ماند می باقی می‌کند،

.) شود می شروع دماغه خود از شوک موج ندارد، وجود شوک

17

ماخ مخروط و می‌کند پیدا افزایش نیز شوک موج قدرت ماخ، عدد افزایش با زمان هم . کاهش آن سرعت موج، از سیال جریان عبور با شود می باریک ای فزاینده طور به هم

. تغییرات باشد، تر قوی شوک هرچه یابد افزایشمی چگالی و فشار دما، و می‌کند پیدا . پیدا افزایش قدر آن دما شوک از پس باال بسیار ماخ عدد در بود خواهد بزرگتر هم

شروع شوک موج پشت در گاز مولکول‌های تفکیک و یونی تجزیه که می‌کندچنین. صوت میشود مافوق هایی .جریان شوند می نامیده

کانال : یک در پرسرعت از جریان کانال یک در جریان یک که کند، M=1زمانی عبور . دارد توقع انسان معمول طور به دهد می رخ هم بزرگ تغییر یک می‌شود، صوت باالی

. این صوت زیر سرعت در کند پیدا افزایش جریان سرعت کانال کردن منقبض با کهو جریان محدوده رابطه شود، صوت باالی جریان که زمانی اما دارد، صحت موضوع

. . نتیجه دهد افزایشمی را سرعت تونل دادن بسط واقع در شود برعکسمی سرعتیک صوت باالی سرعت به جریان یک رساندن برای که است این همگرا –nozzleکلی

صوت، سرعت به را جریان سرعت همگرا بخش آن در که است الزم ،M=1واگرا . چنین دهد ادامه را افزایشسرعت این واگرا بخش و را nozzleبرساند de Lavalهایی

nozzles مافوق سرعت‌های به یافتن دست به قادر انها خاص شرایط در و نامند می. هستند ای باورنکردنی صوت

18

در : بعد بدون اعداد برخی بخشدومسیاالت دینامیک

بعد بدون کمیت یک عنوان به ماخ سرعت که قبل بخش ادامه درو فیزیک در که بعد بدون های کمیت برخی بخش این در ، شد معرفی

: کنیم می معرفی را هستند مهم سیاالت مکانیک

بعد بدون اطالق Dimensionless quantity : ))کمیت کمیتی به ابعادی تحلیل در . علوم ریاضی، فیزیک، در کمیت‌ها نوع این باشد مشخص فیزیکی واحد یک فاقد که می‌شود

. واحدهای با کمیت دو نسبت از معموال کمیت‌ها این می‌خورد چشم به مهندسی و اقتصادی. می‌شود تشکیل یکسان واحدهای با جبری عبارت دو نسبت یا مشابه

ارشمیدس : عدد( Arبا )(( Archimedes numberعدد یک شود می داده نشان. این باشد می چگالی تفاوت علت به مایعات حرکت کننده تعیین که باشد می بعد بدون

. است شده نامگذاری ارشمیدس یونانی دانشمند افتخار به عدد

g = گرانشی دینامیکی = μ (m/s² 9.81 ) شتاب ) چگالی )

ρl = سیال بدنه = L ( ) چگالی موثر ( m ) طول

ρ= بدنه ) چگالی )

اتوود : نماد )( Atwood number)عدد با بی( Aکه عدد یک می‌شود داده نشانتوصیف برای سیاالت دینامیک در که می‌باشد ریلی -بعد ناپایداری‌های

. تیلر ) نسبت) از است عبارت عدد این می‌شود استفاده هیدرودینامیکی ناپایداری‌های . است بعد بی عبارت یک که چگالی‌ها

ρ1= تر سنگین سیال سبکتر= ρ2چگالی سیال چگالی

19

o : تیلر : – ریلی های ناپایداری فاصله - نکته تیلور ریلی ناپایداری رابطهثقل شتاب مقیاس در زمان از تابعی سبک مایع به سنگین مایع حباب نفوذ

آن است در و gکه زمین گرانشی .tشتاب است زمان

بگنولد : توصیف ( Bagnold number) عدد در که باشد می بعد بدون کمیت یک. دارد کاربرد گرانولی جامدات شامل های جریان بگنولد رفتار رالف افتخار به عدد این

. است شده نامگذارینماد با عدد شود . Baاین می داده نمایش

m = جرم D = گرانولی ذرات قطر

γ = کششسطحیμ =ذرات دهنده انتقال سیال ویسکوزیته

o : : گرانولی جامدات زیادی نکته تعداد اما است، جامد یک البته شن دانه. ) هستند ) متفاوت کامال خواص با ای دانه گرانولی مواد هم با ها دانه از

. ماسه و شن اگر می‌دهد نشان را ماسه های توده از گروهی عکس اینکه زمانی تا کرد خواهد رشد توده شود، ریخته سطح روی بر آرامی به

. ) می‌رسد ) دانه چسبندگی و اندازه به باتوجه بحرانی زاویه به آن شیب ) رخ ) عظیم و ناگهانی نزول آواالنچ نوعی بحرانی، زاویه از فراتر

می‌دهد.

این به زیادی عالقه فیزیکدانان گرانولی، مواد عملی اهمیت از فراترتوجه جالب خواص با ماده از معمول غیر فرم یک آنها زیرا دارند، مواد

. به رو نیروی یک گرانش اند نشده درک کامل طور به هنوز که هستند . و اندازه به بستگی ذرات بین اصطکاک می‌کند اعمال ذره هر به پایین

. دارد ذرات بین محیط همچنین و ذرات ماهیت20

چه که این تعیین در هم با ذرات برخورد و تماس گرانول مواد در چون” جمعی “ های سیستم آنها به است، مهم بسیار افتد، می اتفاقیدیگر. ذره چند با تنها ذره هر ماسه توده در مثال، عنوان به می‌گویند

” چه “ که می‌کند تعیین کوتاه برد انفعاالت و فعل این اما دارد، برخورد . مدل یک عنوان به را ماسه های توده می‌توان بیافتد توده کل در اتفاقی

یا کلونی یک در را ها سلول مثال، برای گرفت، درنظر نیز رفتاری . کمک گسترده، و کلی مفاهیم یافتن برای جستجو اقتصاد در کارگران

. بیابند جمعی های سیستم برای توضیحی فیزیکدانان که کرد خواهد

بیجان : دانشمند ( Bejan number) عدد افتخار به که می‌باشد بعد بی عدد یک . نام این با عدد دو است شده نامگذاری بیجان آدریان دوک دانشگاه استاد و آمریکایی

. سیاالت مکانیک در دیگری و ترمودینامیک در یکی است شده نامگذاری

طول به کانال طول در فشار افت از عدد این حرارت انتقال و سیاالت مکانیک Lدر. می‌شود محاسبه

μ = دینامیکی حرارتی = αویسکوزیته پذیری نفوذ

بیو : انتقال (Nombre de Biot) عدد محاسبات در که است بعد بدون عددی . بیو باپتیس ژان فرانسوی فیزیکدان افتخار به عدد این می‌رود بکار گذرا حرارت

نشان را بدنه سطح و داخلی حرارت انتقال به مقاومت ارتباط که شده‌است نامگذاریمی‌دهد.

h = حرارتی انتقال ضریب یا حرارت انتقال ضریب یا فیلم طول= LCضریب مشخصه

K b= بدنه حرارتی رسانایی

باند : در ( Eötvös numberیا Bond number) عدد که است بعد بی عددیگاز و مایع بین سطح در که تنشسطحی به درونی نیروی بین نسبت به سیاالت مکانیک

. میشود گفته میکنند عمل حل قابل غیر مایع دو بین سطح در یا و

ρ= چگالی a = شتاب L = مشخصه کششسطحی = γطول

21

برینکمن : ) انتقال ( Brinkman numberعدد دهنده نشان که است بعد بی عدد یکطریق به گرما

. نماد با عدد این است معلوم ویسکوزیته با اطراف سیال به نشان Brیا NBrرسانش. می‌شود داده

μ سیال دینامیک سیال = U = ویسکوزیته برداری سیال = κ سرعت رسانندگی ظریبT ازدیواره = 0 دور سیال Tدمای w =دیواره دمای

مویینگی : ) به ( Capillary numberعدد سیاالت مکانیک در که است بعدی بی عدددر یا و گاز و مایع بین سطح در که تنشسطحی به گرانروی از ناشی نیروی بین نسبت

. می‌شود گفته می‌کنند عمل حل قابل غیر مایع دو بین سطح

μ = لزجت V = سرعت γ=سیال ایندو کششسطحی

کوشی : ) مطالعه ( Cauchy numberعدد در که است بعد بدون عدد یک . تراکم نیروی و اینرسی بین نسبت عنوان به کوشی عدد دارد کاربرد پذیر تراکم سیاالت

. ) ریاضیدان) افتخار به کمیت این شود می تعریف جریان یک در االستیک نیروی . نماد با کوشی عدد است شده نامگذاری کوشی لویی آگوستین نمایش Caفرانسوی

. شود می داده

حجمی کشسانی سیال= = Kضریب ای منطقه vویسکوزیتهρ=چگالیسیال

دین : ) سیاالت ( Dean numberعدد دینامیک در که می‌باشد بعد بی عدد یک. می‌شود استفاده کانال‌ها و دار قوس لوله‌های داخل در جریان مطالعه برای

. نماد با که کمیت این شده‌است نامگذاری دین بریتانیایی ریاضیدان افتخار به عدد اینDe. می‌شود داده نشان

22

ρ=چگالیسیال μ=ویسکوزیتهدینامیک V = سرعت قطر = D محوریR = مسیر انحنای شعاع

اکمن : ) پدیده ( Ekman numberعدد توصیف در که باشد می بعد بدون عدد یک . نیروی نسبت گر بیان عدد این دارد کاربرد ها اقیانوس و هوا اتمسفر ژئوفیزیکی های

) می ) شود می ناشی سیارات دوار حرکت از که کوریولیس نیروی به سیال ویسکوزیتهنماد. ) با که عدد این سوئدی( EKباشد شناس اقیانوس افتخار به شود، می داده نشان

. است شده نامگذاری اکمن

D = پدیده طول عمودی گردابی= vمشخصه دینامیکی ویسکوزیته Ω = ای سیاره دوار حرکت ای زاویه جغرافیایی = φسرعت عرض

اولر : ) به ( Euler numberعدد فشار نیروی نسبت که است بعد بدون عدد یک . می‌شود شناخته اینرسی نیروی

∆ P= فشار سیال = ρ تغییرات چگالی V = سیال سرعت

فرود : ) است ( Froude numberعدد بعد بدون عدد یک سیاالت، جریان زمینه در . جاذبه نیروی به اینرسی نیروی نسبت شده‌است نامگذاری فرود ویلیام افتخار به که

. متاثر جاذبه نیروی از امواج شکل که جریان‌هائی در نیرو این سیال یک حرکت در. است اهمیت حائز بسیار قایق یک حرکت مانند می‌شود

L = جریان چگالی = ρ طول V = سرعت γ= در چگالی با برابر عددیگرانشی شتاب

ها کمیت این دارد وجود هم دیگری بعد بی دیگری های کمیتو ... گراتز عدد ، گراشوف عدد ، گورتلر عدد مثل

23

فیزیک : در جالب نکتهبسيار هميشه نيز نور كند حركت نور از تر سريع تواند مي جسم

كند . نمي حركت سريعخال در نور نمي 300سرعت خالحركت در هميشه نور حال اين با است ساعت بر كيلومتر هزار

. واكنش. در كند مي حركت شده گفته سرعت سوم يك سرعتي با آب در نور مثال براي كندسرعت از بخشي كه كنند مي پيدا دست بااليي بسيار هاي سرعت به ذرات از برخي اتمي هاي

واقع در كنند، عبور كاست خواهد را نور سرعت كه رابطي ميان از كه صورتي در و است نور . مي وجود به خود از رنگ آبي درخششي يي پديده چنين كنند حركت نور از تر سريع توانند مي. » است » مقايسه قابل صوتي هاي بمب با و دارد شهرت شرنكوف تشعشعات به كه آورد

است رسيده ثبت به نور براي تاكنون كه سرعتي يا 17كمترين ثانيه بر بر 61متر كيلومترايجاد مطلق صفر برابر حرارتي با منجمد روبيديوم ميان از عبور واسطه به كه بوده ساعت

. » - « . دارد قرار اينشتين بوز چگالش نام به حالتي در حرارت اين در ماده اين است شده

پایان

مراجع و منابع

A. Knauss, Introduction to Physical Oceanography ,2 th Edition, Prentice Hall 1996 .

R. H. Stewart, Introduction to physical Oceanography 2nd Edition , Texas A & M University Press, 2004

Görtler, H. (1955). "Dreidimensionales zur Stabilitätstheorie laminarer Grenzschichten"

Nellis, G., and Klein, S. (2009) "Heat Transfer"

Shah, R. K., and Sekulic, D. P. (2003) "Fundamentals of Heat Exchanger Design" (John Wiley and Sons)

24

VDI-Wärmeatlas; 5., extended Edition; VDI Verlag Düsseldorf; 1988

W. Wagner; Wärmeübertragung; 5., revised Edition; Vogel Fachbuch; 1998

J.S. Vrentas, C.M. Jarzebski, J.L. Dudda (1975)

Berger, S. A.; Talbot, L.; Yao, L. S. (1983). "Flow in Curved Pipes"

Fogler, Scott (2006). Elements of Chemical Reaction Engineering (4th ed.). Upper Saddle River, NJ: Pearson Education.

Massey, B. S.; Ward-Smith, J. (1998). Mechanics of Fluids (7th ed.). Cheltenham: Nelson Thornes.

J. D. Huba. NRL Plasma Formulary. Naval Research Laboratory, 1994.

Carl W. Hall. Laws and Models: Science, Engineering and Technology. — CRC Press, Boca Raton, 2000.

Stephen M. Richardson. Fluid mechanics.

L. P. Yarin, A. Mosyak, Gad Hetsroni. Fluid flow, heat transfer and boiling in micro-channels.

: . . آزاده، انتشارات تهران حرارت انتقال بهزاد ۱۳۸۴خداکرمی،

25

انتظاری علیرضا ترجمه شیمز اچ ایروینگ نوشته سیاالت مکانیک. نورپرادازان انتشارات

26