بررسی اثر پارامترهای محیطی بر میزان عمق آب شستگی در سازه های دریایی

آب شستگی پدیده ای است طبیعی که در نتیجه عمل فرسایش بستر توسط جریان آب و حمل مواد جدا شونده از آن به وسیله این جریان رخ می دهد. در این تحقیق آب شستگی در کنار پایه سازه های قرار گرفته در آب با استفاده از نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتیFLOW3D.V.9.3 شبیه سازی شده است. از قابلیت های این نرم افزار پیش بینی فرسایش پذیری اطراف پایه ها، موج شکن ها و سدها است مدل آب شستگی شامل دو مؤلفه نیروی رانش و نیروی بالابرنده است. مؤلفه دراگ (کشش) از ترکیب این دو مؤلفه حاصل می شود. زمانی که غلظت رسوب برابر کسر حجمی چسبندگی می شود، نیروی دراگ که مشخص کننده رفتار جامدگونه مدل رسوب است، فعال می شود با تغییر غلظت رسوب، گرانروی و چگالی سیال نیز تغییر می کنند برای مدل عددی از نتایج آزمایشگاهM. Ram Babua & S. Narasimha Raob استفاده شده است . دراین مطالعه آزمایشگاهی از یک مخزن رسوب به ابعاد 2 متر طول1/5 متر عرض و 30 سانتی متر ارتفاع استفاده شده است که ذرات رسوب آن ماسه ای به قطر0/084 سانتی متر می باشند. برای مدل سازی عددی از مدل آشفتگیRNG استفاده شده است. پس از بررسی های انجام شده زمان رسیدن به تعادل در مدل شبیه سازی 100 ثانیه حاصل شد. خطای بدست آمده بین نتایج آزمایشگاهی و عددی5/76 درصدحاصل شده است. در بررسی عمق آب شستگی با هندسه های مختلف که از پایه دایروی شروع شد و با بیضی هایی با نسبت کشیدگیهای(کشیدگی در جهت x به کشیدگی در جهت y 0/349 ,0/717,1/395,2/867 و دو مستطیل با نسبت کشیدگی0/292,3/429 , مربع که تمام این هندسه ها دارای مساحتی برابر می باشند این نتیجه حاصل شد که عمق آب شستگی در حالتی که هندسه به سمت بیضی که کشیدگی آن در جهت جریان باشد کاهش می یابد . همچنین با بررسی اثر عمق آب بر میزان عمق آب شستگی برای حالتی که تمام پارامترهای محیطی به جز عمق ثابت نگاه داشته شود یک رابطه نسبتاً خطی حاصل شد. در پایان با شبیه سازی که برای تاثیر شرایط بستر بر روی عمق آب شستگی انجام شد این نتیجه حاصل شد که با تغییر قطر ذره رسوب مقدار عمق آب شستگی کاهش می یابد. نتایج آب شستگی حاکی از وابستگی مستقیم این پدیده با پارامترهای محیطی دارد

کلیدواژه ها:

آب شستگی ، روشCFD ، مدل آشفتگی ، عمق آب شستگی ، کشیدگی پایه