بررسی اثر تغییر جهت مواجهه پایه ی دوکی شکل با سیال در کاهش آبشستگی و مقایسه ی آن با پایه ی استوانه ای شکل

امروزه مسئله آبشستگی یکی از مسائل مهم در مهندسی رودخانه و سواحل میباشد. قرارگیری سازه های مختلف در مسیر جریان های رودخانه ای مستلزم تعبیه پایه هایی در این مناطق بوده، در نتیجه این پایه ها همواره در معرض آبشستگی قرار خواهند داشت. پایه پل ها و اسکله ها، خطوط لوله، موج شکن های قائم و یا سازه های ترکیبی (مانند سکوهای ساحلی، اسکله ها و ...) از جمله سازه هایی هستند که در رودخانه ها و یا سواحل دریا تحت تأثیر پدیده آبشستگی قرار میگیرند. بطورکلی هنگامی که سازه ها درون یک رودخانه یا محیط ساحلی قرار میگیرند، تغییراتی را درالگوی جریان به وجود می آورند که این تغییرات معمولاً باعث افزایش ظرفیت انتقال رسوب در محیط آبی شده و در نهایت منجر به ایجاد پدیده آبشستگی خواهند شد. آبشستگی در واقع نوعی فرسایش است که در اثر جریان آب و یا امواج در اطراف پایه ها بوجود می آید. هنگامی که نیروهای قائم وارده از طرف جریان و یا موج بر ذرات بستر، از نیروی مقاوم بیشتر باشد و بر آن غلبه نماید، ذره موردنظر عملاً کنده شده و برآیند نیروهای افقی و قائم باعث شروع حرکت ذره میشود. با کنده شدن این ذره و ذرات بعدی در سطح، و به تدریج در عمق، آبشستگی به وقوع می پیوندد. این نوع آبشستگی در واقع نوعی گود شدن قیفی شکل است که در مجاورت پایه ها رخ میدهد. چنانچه این گودی تا پی ادامه یابد، میتواند باعث خطرات جدی برای سازه شود. از این رو پیشگویی الگوی آبشستگی برای ایمنی طراحی سازه هایی که در معرض جریان آب قرار دارند امری ضروری است. اما وجود جداشدگی سه بعدی جریان و تولید گردابه های مختلف در اطراف این پایه ها مسئله را پیچیده کرده و این پیچیدگی به دلیل اثر متقابل بین جریان و مرز متغیر در طی روند آبشستگی و توسعه گودال آبشستگی، افزایش مییابد. به همین دلیل با وجود تحقیقات گستردهای که توسط پژوهشگران در این زمینه انجام شده، هنوز تئوری دقیقی در این باره ارائه نگردیده است.