مدلسازی عددی سه بعدی جریان در مقطع مرکب نامتقارن در محل پل رودخانه ای (مطالعه موردی: پل خورش رستم در خلخال)

پل های رودخانه ای از آسیب پذیرترین ابنیه فنی راه و راه آهن در مقابله خطر سیلاب هستند. در این میان مشخصات رودخانه در سیلابی که به وقوع می پیوندد و آسیبی که می تواند بر سازه پل ایجاد کند، موثر است. یکی از مقاطع عرضی معمول، که خصوصا در رودخانه ها و مسیل-های طبیعی مشاهده می شود، مقاطع مرکب می باشند. مقطع مرکب نامتقارن یکی از انواع مقاطع مرکب هستند که سبب می شود شرایط جریان در محل پل ها با پیچیدگی هایی همراه باشد. در این پژوهش با شبیه سازی عددی سه بعدی جریان در محل پل، ابعاد مختلف مساله از لحاظ هیدرولیکی بررسی گردیده است. در این راستا از نرم افزار FLOW-۳D استفاده شده است. پس از معرفی اجمالی نرم افزار و بیان نحوه محاسبه پارامترهای مهم هیدرولیکی از جمله انرژی جنبشی، اتلاف انرژی و تنش برشی در نرم افزار، جهت اطمینان از عملکرد مناسب نرم افزار مذکور، صحت سنجی نتایج با یک مدل آزمایشگاهی صورت پذیرفته است. از مدل جهت شبیه سازی جریان در محل پل خورش رستم خلخال استفاده گردید. پل مذکور در یک تنگ شدگی دهانه رودخانه با مقطع عرضی مرکب نامتقارن با دیوار هدایت بیضوی واقع شده است. نتایج مدلسازی نشان داد که اگرچه استفاده از دیوار هدایت آب بیضوی در ساحل سمت راست سبب محافظت کوله پل در برابر ایجاد تغییرات شدید سرعت و تنش برشی شده است اما شکل هندسی مقطع رودخانه در محل پل سبب توزیع غیریکنواخت جریان در محل پایه-های پل می گردد. بطوریکه تنش برشی در اطراف پایه ها که عامل اصلی آبشستگی بوده و می تواند سبب تخریب پل گردد، تا حدود ۵۰ درصد متغییر خواهد بود.

کلیدواژه ها:

آبشستگی ، پل رودخانه ای ، نرم افزار Flow-۳D ، مقطع مرکب نامتقارن ، شبیه سازی سه بعدی