بررسی عددی تاثیر قسمت های مختلف یک شمع ترکیبی بر عمق آبشستگی موضعی اطراف آن

در این تحقیق الگوی جریان و پدیده آبشستگی موضعی اطراف یک شمع ترکیبی در نرم افزار ANSYS FLUENT و به روش حل عددی شبیه سازی شده است. سازه شمع ترکیبی شامل سه قسمت متشکل از ستون، سرستون و گروه شمع است. از اهداف اصلی این پژوهش مقایسه نتایج تخمین گرهای آبشستگی FDOT و HEC-18 بر پایه اصل برهم نهی با یک رویکرد تخمینیی جدید بر اساس مفهوم تفریق می باشد. از دیگر اهداف این پژوهش ارائه روشی بر پایه حل عددی معادلات سیال و قابلیت شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی در شبیه سازی آبشستگی موضعی اطراف سازه های هیدرولیکی پیچیده همچون شمع ترکیبی است.. این پژوهش نشان داد که شبیه سازی عددی می تواند بخوبی آبشستگی موضعی اطراف سازه های پیچیده ای همچون شمع ترکیبی را با دقت بالایی مدلسازی کند و از اینرو به نحو مطلوبی از هزینه های آزمایشگاهی و زمان بکاهد. همچنین در مفهوم تفریق روشی ارائه شده است که اثرات تداخل جریان ناشی از اجزاء را در کنار اثر تک تک اجزاء بصورت مجزا لحاظ می کند. در این تحقیق، شبیه سازی عددی بهترین تخمین گر را مفهوم تفریق معرفی می کند که نتایج آن نزدیکترین جواب به نتایج آزمایشگاهی سازه شمع ترکیبی است و نتایج شبیه سازی عددی با نتایج تخمین گر HEC-18 کاملا فاصله دارد. هرچند نتایج حل عددی درصد وزنی آبشستگی ناشی از اجزاء مختلف را نزدیک تر به تخمین گر FDOT محاسبه می کند ولی آبشستگی نهایی ناشی از کل سازه شمع ترکیبی را مشابه با مفهوم تفریق نشان می دهد. نتایج حل عددی تخمین گر HEC-18 را کاملا رد می کند. بطور کلی می توان گفت که نتایج حل عددی از نظر درصد تاثیر گذاری اجزاء و سهم آنها از آبشستگی کل، بیشتر به سمت تخمین گر FDOT تمایل داشته ولی از لحاظ پیش بینی میزان بیشینه عمق آبشستگی کل سازه شمع ترکیبی رویکرد تفریق را بهترین تخمین گر معرفی می کند.

Keywords:

شمع ترکیبی , تخمین گر , آبشستگی , دینامیک سیالات محاسباتی , ANSYS FLUENT