نام پژوهشگر: اشکان داودیان

بررسی تاثیر موقعیت و ابعاد شکاف بر الگوی جریان و آبشستگی در پایه پل ها با استفاده از ansys
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه شهید چمران اهواز 1390
  اشکان داودیان   حبیب موسوی جهرمی

پل ها سازه های ارتباطی مهمی هستند که پایه های آن ها تغییراتی در الگوی جریان و رسوب درون رودخانه ایجاد می کنند. از آن جمله، تشکیل گردابه ها در اطراف پایه پل و آبشستگی موضعی در اطراف پایه می باشد. یکی از راه های کاهش عمق آبشستگی موضعی در اطراف پایه پل، ایجاد شکاف در پایه، در مسیر جریان می باشد. هدف از مطالعه حاضر، شبیه سازی عددی جریان آب حول تک پایه، بررسی الگوهای مختلف جریان در اطراف پایه، اثر شکاف ایجاد شده در پایه در میزان تنش برشی، قدرت گردابه ها، سرعت و عمق آبشستگی ایجاد شده در بستر و همچنین تاثیر آن بر روی مقادیر مربوط به ضرائب نیرو و تعیین بهترین هندسه و محل جایگذاری شکاف نسبت به بستر جریان در شرایط آب زلال با استفاده از مدل ansys می باشد. این مدل به صورت steady اجرا شد و در کلیه حالات، زاویه برخورد آب با پایه، صفر درجه می-باشد. همچنین آنالیز برای جریان با دو سرعت 6/0 و 8/1متر بر ثانیه، به اجرا گذاشته شد. نتایج بدست آمده از آنالیز ها حاکی از آن بود که: در z/h=0 ، کمترین مقدار تنش برشی نسبت به سایر حالات z/h برای هر دو سرعت است. همچنین افزایش طول شکاف باعث کاهش قدرت گردابه های طولی می گردد. با فاصله گرفتن شکاف از بستر، قدرت گردابه ها در بالادست پایه افزایش می یابد. در سرعت 6/0 متر بر ثانیه، بزرگی و قدرت گردابه ها در جوار بالادست پایه نوع z/h=1/6 , l/b=1 ، با فاصله گرفتن از بستر به میزان 75% نسبت به حالت z/h=0 , l/b=1 ، افزایش نشان می دهد. همچنین افزایش طول شکاف تا جایی که به اسکلت پایه صدمه نزد، باعث بهبود شرایط جریان می گردد. با افزایش l/b شکاف از یک به دو، در سرعت های 6/0 و 8/1 متر بر ثانیه به ترتیب 13% و 12% کاهش در عمق آبشستگی ایجاد می شود. شکاف با مشخصات l/b=2 , z/h=0 ، حالت بهینه به لحاظ میزان حداکثر عمق آبشستگی، نسبت به سایر حالات می باشد. در سرعت جریان 8/1 متر بر ثانیه، بیشینه تنش در طرفین پایه در ناحیه عرضی در حالت شکافدار l/b=2 , z/h=0، 72% کاهش نسبت به پایه ساده نشان می دهد. در سرعت جریان 8/1 متر بر ثانیه، به طور متوسط، شکاف l/b=2 , z/h=0، 30 درصد کاهش در بیشینه عمق آبشستگی نسبت به حالت پایه ساده ایجاد می کند. لذا این شکاف، حالت بهینه می-شود.