عوامل مختلفی مانند خطاهای انسانی و دستگاهی، شرایط اندازه‌گیری و طبیعت جریان در شرایط یکتا ممکن است سبب بروز داده‌هایی شود که با الگوی نرمال جامعه آماری در تناقض باشند؛ به گونه‌ای که این گمان به وجود آید که با یک روند متفاوت تولید شده‌اند. در یک تعریف کلی به این نوع از داده‌ها، داده‌های غیرنرمال (پرت یا خارج از محدوده) گفته می‌شود. شناسایی داده‌های پرت از جنبه‌های مختلف دارای اهمیت بوده و منجر به شناخت هرچه بهتر و دقیق‌تر الگوی جریان می‌شود. هدف اصلی از انجام این تحقیق، بررسی و شناسایی داده‌های پرت موجود در آزمایشات الگوی جریان در یک کانال قوسی با زاویه مرکزی 180 درجه و عرض 1 متر با و بدون وجود آبشکن در قوس با استفاده از روش‌های آماری است. کانال مورد نظر در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه خلیج فارس قرار داشته و برای برداشت سرعت‌های سه بعدی جریان از سرعت‌سنج وکترینو استفاده شده است. به منظور شناسایی داده‌های پرت در این تحقیق از روش‌های انحراف مطلق میانگین، خوشه‌بندی K-Means، ضریب چگالی محلی و روش رای‌گیری استفاده شده است. نتایج حاصل از اجرای این روش‌ها بر داده‌های آزمایشگاهی برداشت شده نشان داد که کارایی بیشتر روش‌ها مناسب است. در این مقاله در نهایت برای حصول بهترین نتیجه، از روش رای‌گیری استفاده شده است. در این روش، داده‌هایی به عنوان کاندیدای داده پرت نهایی در نظر گرفته می‌شوند که توسط بیشتر روش‌ها به عنوان داده پرت شناسایی شده باشند.

در این تحقیق الگوی جریان پیرامون آبشکن T شکل مستقر در کانال قوسی 90 درجه با استفاده از نرم‌افزار FLOW-3D در شرایط تغییر موقعیت آبشکن در طول قوس (زوایه‌های: 15، 30، 45، 60 و 75 درجه) با بستر صلب مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور ابتدا نتایج حاصل از شبیه‌سازی عددی در شرایط مشابه (در زاویه استقرار 45 درجه) با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شد. نتایج این مقایسه نشان داد که نتایج عددی و آزمایشگاهی از تطابق نسبتا مناسبی برخوردارند. بنابراین پس از تایید صحت نتایج عددی، به بررسی خطوط جریان، طول نواحی جدایی و اتصال مجدد جریان و طول گردابه‌ها تحت تاثیر موقعیت‌های مختلف استقرار آبشکن پرداخته شد. نتایج حاصل از مدل­سازی عددی نشان داد که در لایه‌های نزدیک به کف و سطح آب، برای تمامی زوایای استقرار آبشکن به جز موقعیت 75 درجه، در پایین دست آبشکن یک گردابه پادساعت­گرد تشکیل شده است. علاوه بر این، با تغییر موقعیت آبشکن از ورودی کانال به سمت خروجی کانال، در لایه نزدیک به کف کانال بیش­ترین طول گردابه (به طول 7/4 برابر طول آبشکن) برای حالت استقرار آبشکن در موقعیت 15 درجه و کم­ترین طول گردابه (به طول 9/1 برابر طول آبشکن) در موقعیت 75 درجه رخ داده است.

نرم‌افزار Flow-3D یکی از ابزار پویایی سیالات محاسباتی می‌باشد که برای حل معادلات ناویراستوکس در حالات مختلف برای تعیین الگوی جریان طراحی شده است. یکی از انواع جریانهای پیچیده، که از گذشته تاکنون بسیار مورد توجه بوده، جریان پیرامون آبشکن می‌باشد. علاوه بر آن، اگر این سازه در قوس قرار گیرد، تعیین مؤلفه‌های سه بعدی سرعت جریان به مراتب پیچیده‌تر می‌گردد. با توجه به سختی انجام آزمایشها در حالات مختلف، و با در نظر گرفتن فراسنجهای متفاوت موثر در تعیین الگوی جریان، نقش نرم‌افزارهای عددی، از جمله Flow-3D ، بیشتر نمایان می‌شود. در این مقاله، با توجه به داده‌های آزمایشگاهی موجود در مورد آبشکن T شکل مستقر در قوس 90 درجه با بستر صلب، به بررسی مؤلفه‌های سه بعدی سرعت خروجی از نرم‌افزار Flow-3D، و مقایسه­ی آنها با نتایج آزمایشگاهی پرداخته شده است. مؤلفه‌های سه‌بعدی سرعت در مقاطع مختلف طولی، عرضی و مسطحه مقایسه، و مقدار متوسط خطای داده‌های عددی در حالات مختلف محاسبه شدند. بیشترین مقدار متوسط خطای مشاهده‌شده بین شبیه عددی و آزمایشگاهی مربوط به داده‌های سرعت عمقی جریان در مقطع عرضی بوده، که این خطا برابر با 17 درصد می‌باشد. همچنین، مقادیر متوسط خطای اندازه‌گیری شده مربوط به سرعتهای طولی و عرضی جریان نیز به ترتیب برابر با 6 و 10 درصد می‌باشد. بطور کلی، نتایج به دست آمده حاصل از مقایسه‌های صورت گرفته بیانگر تطابق مناسب بین شبیه عددی Flow-3D و داده‌های آزمایشگاهی می‌باشند و این به معنای توانایی بالای این نرم‌افزار در شبیه‌سازی الگوی جریان پیرامون سازه‌های آبی موجود در قوس رودخانه نظیر آبشکن است.

آشفتگی یکی از مهم‌ترین مشخصه‌های الگوی جریان در قوس است که بسیاری از فرآیندهای رودخانه مانند فرسایش، انتقال رسوب، مورفولوژی بستر و شکل کانال‌های طبیعی را تحت تاثیر قرار می‌دهد. به منظور تعیین شدت آشفتگی در کانال‌های قوسی، در این مقاله با استفاده از سرعت‌سنج سه بعدی Vectrino به برداشت مولفه‌های سرعت جریان در مقاطع مختلف کانال قوسی 180 درجه تند (نسبت شعاع مرکزی به عرض کانال برابر با 2، با بستر صلب و تامین زبری) واقع در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه خلیج فارس پرداخته شده است. در این مقاله، شدت‌های آشفتگی جریان به صورت RMS در راستاها و اعماق مختلف محاسبه، مقایسه و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج این تحقیق بیانگر این است که در لایه نزدیک به بستر، بیشینه شدت آشفتگی عرضی و عمقی جریان به ترتیب برابر با 70 و 25 درصد بیشینه شدت آشفتگی در راستای طولی می‌باشد. علاوه بر این، شدت آشفتگی در اعماق مختلف نیز مقایسه شد که نشان دهنده‌ی کاهش 25 درصدی شدت آشفتگی طولی با افزایش عمق جریان از کف کانال به سمت سطح آب می‌باشد.

بطور کلی، آبشکنها برای حفاظت از سواحل رودخانه‌ها به‌کار می‌روند. این سازه‌ها نیز اجرای اهداف مهمی مانند حفاظت از سواحل رودخانه‌ها، تغییرات خط القعر آنها، رسوبگذاری و فرسایش در طول رودخانه‌ها، مسائل زیست‌محیطی و غیره را بر عهده دارند. در این تحقیق به بررسی الگوی جریان پیرامون آبشکن T شکل در قوس 90 درجه با بستر صلب در شرایط تغییر شعاع انحنای قوس و هندسه‌ی ثابت آبشکن (l/L=1) و بده‌ی ثابت 25 لیتر بر ثانیه در موقعیت 45 درجه پرداخته شده است. نتایج نشان می‌دهند که با افزایش شعاع انحنایی قوس، ابعاد گردابه در پایین‌دست آبشکن کاهش می‌یابند؛ بطوری‌که با افزایش شعاع مرکزی قوس به 3 برابر عرض نهر، طول گردابه به اندازه‌ی 3 برابر طول آبشکن و عرض گردابه به میزان برابر با 9/0 برابر طول آبشکن، کاهش می‌یابد. بحث پیرامون نقش شعاع انحنا و تجزیه و تحلیل نتایج از موارد مطرح شده در این تحقیق می‌باشند.