مطالعه عددی سه بعدی مدلهای ترکیبی شکل پایه و شکاف در کاهش تنش های برشی آغاز کننده آبشستگی پیرامون پایه های پل

آبشستگی پدیدهای است که در اثر اندرکنش آب و خاک در مجاورت سازه های هیدرولیکی به وجود آمده و منجر به تخریب آنها می گردد. لذاروش های مختلفی برای کنترل این پدیده پیشنهاد شده است. استفاده از شکاف در پایه پل ها، یکی از روش های نوین در کنترل آبشستگی موضعی می باشد. در پژوهش حاضر، شبیه سازی عددی سه بعدی میدان جریان اطراف پایه های پل با مقاطع دایرهای، مستطیلی با دماغه نیم دایرهای، بیضی وعدسی، در حالت بدون شکاف و شکافدار، به کمک نرم افزار فلوئنت انجام شده است. عرض شکافها 0/25 قطر (عرض) پایه و طول آنها دو برابر عرض انتخاب شده اند. در تمامی حالات شکاف در مجاورت بستر قرار دارد. به منظور تعین میزان تأثیر مقطع هندسی پایه ها و ترکیب آنها با شکاف،گستردگی ناحیه تنش های برشی آغاز کننده آبشستگی موضعی پیرامون پایه ها و نیز بیشینه مقدار آنها مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که پایه با مقطع هندسی عدسی، با کاهش 43 درصدی تنش برشی بحرانی نسبت به پایه دایرهای ساده، مؤثرترین شکل پایه به شمار می رود.همچنین نقش حفاظتی شکاف در پایه مستطیلی با دماغه نیم دایرهای بیشتر می باشد؛ لیکن در مدل های ترکیبی مقطع هندسی پایه و شکاف، ترکیبمقطع عدسی با شکاف مستطیلی مجاور بستر، مؤثرترین مقطع در کاهش تنش های برشی بحرانی و به طبع آن کاهش عمق آبشستگی معرفی می گردد.

Keywords:

آبشستگی , مقطع هندسی پایه , شکاف , نرمافزار فلوئنت , مدل آشفتگی