مدلسازي عددي پديده آبشستگي تحت اثر جريان هاي هيدروليكي در پايه هاي پل

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران

تهران شمال

14703

تاريخ ثبت در تهران شمال چهارشنبه 1403/8/9

صحافي شده ندارد

محمدامين توتونچيان

د انشكگاه پيام نور مركز تهران شمال

همه ساله پل هاي زيادي در سراسر جهان تخريب مي شوند. تخريب اين پل ها اكثراً نه به دلايل سازه اي بلكه به دليل درنظر نگرفتن نقش عوامل هيدروليكي در طراحي پل ها مي باشد. متاسفانه مهندسين سازه طراح پل ، مبحث هيدروليك پل را به صورت جدي مورد بررسي و مطالعه قرار نمي دهند و قسمتي از اين مشكل شايد به دليل مدون نبودن اين مبحث و موضوعات آن از قبيل طراحي ديواره هاي هدايت ، پيش بيني بالازدگي آب در بالادست پل و يا تخمين آبشستگي و روش هاي كاهش آن باشد. نمونه اي از آبشستگي شديد در اطراف پايه هاي يك پل را مي توان در پل رودخانه تالار در محل شهر قائمشهرمشاهده نمود. در اين مطالعه از نرم افزار SSIIM 2.0 استفاده گرديده است كه به صورت سه بعدي ، معادلات جريان و رسوب را لحاط مي نمايد. در اين نرم افزار ، ميدان جريان از معادلات ناوير-استوكس و مدل آشفتگي K-ɛ بدست آمده و سپس با استفاده از حل غيردائمي ميدان رسوب و معادله پيوستگي ، تغييرات تراز كف در اطراف پايه پل محاسبه مي گردد. قدرت محاسباتي و توسعه مدل‌هاي عددي ، روزنه هاي جديدي براي شبيه‌سازي جريان و انتقال رسوب هستند. هدف اين پايان نامه ، مدلسازي عددي جريان سه بعدي و رسوب در محل باريك شدن پل مي باشد و از آنجائي كه نرم افزار مربوطه توانائي بالائي در شبيه سازي عددي دارد ، در اين مطالعه اين مدل را انتخاب مي نمائيم. ما از اين مدل در بستر فرسايش پذير و صلب استفاده كرده و نتايج را با داده هاي تجربي مقايسه مي نمائيم و همانطور كه مي بينيم ، مقايسه مدلي را با توانايي بالا براي شبيه‌سازي سرعت و سطح آب نشان داده و زماني كه مقدار آشفتگي زياد باشد خطاي بالايي براي شبيه‌سازي نمايش مي دهد. از مدل عددي براي عمق آبشستگي و تغييرات بستر استفاده مي گردد. اين مدل تغييرات بستر و عمق آبشستگي را پيش‌بيني نموده و زماني كه عمق حفره آبشستگي كمتر از نتايج تجربي و حدود پانزده درصد است ، حداكثر عمق آبشستگي را نشان مي دهد. در ادامه ، از مدل هاي ارائه شده اثبات مي گردد تحت شرايط يكسان ، آبشستگي حول پايه هاي مربعي و استوانه اي نسبت به پايه مستطيلي بيشتر مي باشد.

76645