مدلسازی عددی آبشستگی موضعی اطراف گروه پایه پل و مقایسه با نتایج آزمایشگاهی

آب و خاک

مقاله 3، دوره 28، شماره 2، تیر 1393، صفحه 267-275   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v0i0.38012

نویسندگان

بایرامعلی محمدنژاد؛ جواد بهمنش

چکیده

پل ها یکی از مهم ترین سازه ها در مهندسی رودخانه می باشند. یکی از مهم ترین دلایل تخریب پل ها، آبشستگی موضعی اطراف پایه های پل است. پل های بسیاری در سراسر دنیا به دلیل آبشستگی خیلی زیاد در اطراف پایه ها تخریب شده اند، که باعث از دست رفتن بسیاری از سرمایه-گذاری ها شده است. پس، این ضروری است که عمق آبشستگی در اطراف پایه های پل پیش بینی شود. در این تحقیق از مدل عددی سه بعدی فلوئنت برای بررسی آبشستگی موضعی اطراف گروه پایه استوانه ای در شرایط آب زلال و بستر ماسه ای یکنواخت استفاده گردید. در این مدل، جریان حاوی رسوب به صورت جریان دو فازی (آب- ماسه) در نظر گرفته شده و از مدل دو فازی اولرین استفاده گردید. برای تخمین پارامترهای آشفتگی جریان در فاز آب از مدل K-ε RNG استفاده شد. به منظور ارزیابی و صحت سنجی مدل عددی، نتایج محاسباتی با داده های آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفت. حداکثر عمق آبشستگی در جلوی پایه اول در مدل عددی برابر 5/12 سانتی متر و در مدل آزمایشگاهی برابر 12 سانتی متر اندازه گیری شده است. همچنین عمق آبشستگی در پایۀ دوم کمتر از پایۀ اول و عمق آبشستگی در پایۀ سوم کمتر از مقادیر مربوط به پایه های اول و دوم است. نتایج نشان دادند که مدل دو فازی می تواند پدیده آبشستگی را در اطراف پایه ها شبیه سازی کند.

کلیدواژه‌ها

حفره آبشستگی؛ پایه پل دایره ای؛ رسوب؛ شبیه سازی عددی؛ مدل دو فازی اولرین