بررسی عددی تاثیر راستای زلزله بر پدیده اسلاشینگ در مخازن مستطیلی

مخازن ذخیره آب یکی از سازه های زیر بنایی عمرانی با درجه اهمیت بالا است و به همین دلیل، بررسی رفتارآنها از دیدگاه سازه ای، تبعات اجتماعی و زیست محیطی، در هنگام زلزله از اهمیت زیادی برخوردار می باشد. در این تحقیق مدلسازی عددی سه بعدی اسلاشینگ غیر خطی در مخازن مستطیلی تحت تحریک هارمونیک و همچنین تحت رکورد زلزله انجام شده و تاثیر پارامترهای مختلف نظیر فرکانس، دامنه و همچنین زاویه تحریک بر پاسخ دینامیکی مخرن بصورت تغییرات سطح آب، فشار و همچنین نیروهای وارد بر بدنه مخزن بررسی شده است. بدین منظور از روش شیء متحرک عمومی (gmo) برای مدلسازی حرکت مخزن تحت تحریک زلزله در پایه استفاده شده و از تکنیک جز حجم سیال (vof) برای مدلسازی حرکت سیال در داخل مخزن بهره گرفته شده است. بواسطه نوسانات شدید سطح آب، از مدل آشفتگی مناسب برای بیان لزجت گردابه ای استفاده شده و معادلات حاکم به روش حجم محدود (fvm) حل عددی شده است. نتایج حاصله نشان داد، برای تحریک با دامنه ثابت، به ازای فرکانس معادل با فرکانس طبیعی مخزن، پدیده تشدید رخ داده و به ازای فرکانس های ?0 9/0 و ?0 1/1 پدیده تپش رخ می دهد به نحوی که دوره تناوب تپشی هم برای سری زمانی سطح آب و هم فشار، 5/9 برابر دوره تناوب پدیده اسلاشینگ می باشد. همچنین مقادیر مختلف دامنه تحریک می تواند باعث جابجایی لایه های مختلف سطحی سیال شده و اندرکنش مقدار سیال سطحی جابجا شده و مومنتم قائم آن باعث شکل گیری الگوهای مختلف اسلاشینگ می شود. مدلسازی پدیده اسلاشینگ تحت تحریک با فرکانس ها و زوایای مختلف تحریک نشان داد که بسته به زاویه و همچنین فرکانس تحریک، امواج مختلف به صورت تک جهتی، قطری، مربعی، چرخشی و نامنظم در داخل مخزن رخ می دهد. در یک فرکانس تحریک ثابت، بیشترین بالاروی سطح آب در حالت تحریک تحت زاویه 45 درجه رخ می دهد. همچنین بیشترین نیروی فشاری وارد بر جداره های مخزن در حالت تحریک صفر درجه رخ داده و با افزایش زاویه تحریک، از اختلاف مقدار نیروهای وارد بر مخزن در دو راستا کاسته می شود.