مطالعه جریان رودخانه در اطراف پلهای واقع در کانال مرکب

چکیده مقاطع مرکب یکی از مقاطع عرضی متداول خصوصا در رودخانه ها و مسیل های طبیعی می باشند. این مقاطع معمولا از یک مجرای اصلی و یک یا دو سیلاب دشت تشکیل شده اند.

در مواردیکه پل بر روی این نوع مقاطع احداث می گردد، بدلایل اقتصادی و به منظور کاهش طول پل معمولا قسمتی از دشت سیلابی رودخانه مسدود شده و به هنگام سیلاب، رودخانه در مسیر خود با یک تنگ شدگی مواجه می شود.

در شرایط جریان سیلابدشتی، وجود اختلاف سرعت قابل توجه بین کانال اصلی و سیلابدشت ها، سبب بروز یک ناحیه اندرکنشی، در مرز بین زیر مقاطع می شود که تبادل اندازه حرکت جریان در این ناحیه، افت انرژی و تنش برشی قابل توجهی را موجب می شود.

این پدیده که در اعماق سیلابدشتی کم با شدت بیشتری ظاهر می شود باعث می گردد که روش های معمول محاسبات انواع جریان در کانال های منظم، در این کانال ها از کارایی و دقت قابل قبولی برخوردار نباشند.

در این پروژه، ضمن مروری بر مطالعات انجام شده در داخل و خارج کشور در خصوص هیدرولیک جریان اطراف پل های واقع در کانال مرکب، انواع مقاطع مرکب و انواع کوله های پل های رودخانه ای دسته بندی شده است.

برخی از روش های تحلیل هیدرودینامیک جریان در مقاطع مرکب معرفی شده اند و فرضیات هر روش بیان گردیده است. سپس الگوی جریان اطراف کوله های پل به شکل کیفی بررسی شده است.

جهت بررسی دقیق تر موضوع، از نرم افزار سه بعدی Flow۳D استفاده گردید. بدین منظور نرم افزار مربوطه به طور اجمالی معرفی شده و صحت سنجی عملکرد نرم افزار با مدلسازی های مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت.

در ادامه مطالب به صورت "بررسی اثر هندسه مقطع کانال مرکب"، "بررسی اثر هندسه کوله "، "بررسی اثر هندسه پل" و "بررسی اثر هیدرولیک جریان بالادست" دسته بندی شده و با استفاده از نرم افزار Flow۳D آزمونهای مختلفی اجرا شد.

سعی بر این بوده است که در آزمون های مختلف مقدار دبی ثابت بماند تا بتوان تحلیل مناسبی از تغییر بقیه پارامترها بدست آورد.

در هر مورد نتایج مورد ارزیابی قرار گرفته و تحلیلی از تغییرات پارامتر سرعت در سیلاب دشت و کانال اصلی ارائه شده است. بررسی های صورت پذیرفته می تواند در تحلیل نتایج مدل های واقعی موثر بوده و به طراح در بررسی شرایط مشابه و نتیجه گیری، کمک کند. در انتها یک مثال به عنوان مطالعه موردی شبیه سازی شده و نتایج آن ارائه گردیده است.