مطالعه عددی تاثیر فاصله و شکل مقطع پایه های مجاور بر الگوی جریان و آبشستگی پیرامون پایه های پل

آبشستگی در حالت کلی ناشی از دو عامل جریان رو به پایین، تشکیل گردابه های نعل اسبی در بالادست و جداشدگی جریان و ایجاد گردابه های بر خاستگی که در مجاورت و پایین دست آن رخ می دهد، ایجاد می شود. برای کنترل این پدیده راهکارهای متفاوتی ارایه شده است. در این پژوهش به بررسی عددی دو نوع شکل پایه با چیدمان های مختلف پرداخته شد. در پایه های مجاور تاثیر جریان های متلاطم پیرامون پایه ها بر یکدیگر، تاثیر فاصله پایه ها و میزان آبشستگی حاصل حایز اهمیت می باشد. مدلسازی عددی توسط نرم افزار FLOW-3D که یکی از نرم افزارهای کاربردی در زمینه دینامیک سیالات محاسباتی می باشد، انجام شده است. مدل های طراحی شده در دو شکل پایه های استوانه ای و پایه های مرکب در حالت چیدمان پایه های مجاور عمود بر جهت جریان در 5 فاصله متغیر می باشد که در کل 10 مدل شبیه سازی شده اند. نسبت فاصله ها به قطر موثر پایه برابر با 0/25، 0/875، 1/5، 2/75 و 4 می باشد. در این پژوهش منحنی سرعت، الگوی جریان اطراف پایه ها، میزان گسترش آبشستگی، تاثیر فاصله بر الگوی آبشستگی و عمق آبشستگی مورد بررسی قرار گرفت. با بررسی تغییرات در فاصله بین پایه ها در حالت چیدمان پایه های مجاور عمود بر جهت جریان، مشخص شد که با کاهش فاصله به دلیل ایجاد مانع وسیع تر در برابر جریان و ایجاد جت آب در میان پایه ها آبشستگی به طور چشمگیری افزایش می یابد. با افزایش فاصله این عمق کاهش یافته و در فاصله 4 سانتی متر و بیشتر پایه های مجاور تاثیری بر میزان و الگوی آبشستگی نخواهد داشت و مناسب ترین فاصله 2/75 به دست آمد. در پایه مرکب تمام موارد ذکر شده صادق بوده ولی میزان آبشستگی ها با کاهش همراه است.

کلیدواژه ها:

آبشستگی ، پایه پل ، پایه های مجاور ، شبیه سازی عددی ، نرم افزار FLOW-3D