بررسي عددي الگوي جريان، پروفيل بستر و تنش برشي اطراف پايه مستطيلي با Flow 3D

از جمله پديده‌هاي پيچيده در مهندسي هيدروليك رسوب، آبشستگي در اطراف پايه‌هاي پل‌ها است. با توجه به الگوي سه بعدي و پيچيده جريان در اطراف پايه‌ها، اندازه‌گيري برخي از پارامترهاي هيدروليكي در حين انجام آزمايش‌ها از قبيل الگوي جريان، تغييرات پروفيل بستر و تنش برشي مشكل است، در اين شرايط مي‌توان از مدل‌هاي عددي جهت استخراج نتايج و مطالعات دقيق‌تر بهره برد. هدف از اين تحقيق، مدلسازي عددي الگوي جريان، تغييرات پروفيل بستر و عمق آبشستگي در اطراف پايه مستطيلي با نرم افزار Flow 3D و كاربرد نتايج آن در حمايت پايه در برابر آبشستگي مي‌باشد. نتايج نشان داد، براي پايه همراستا با جريان، شكل حفره و الگوي جريان در اطراف پايه متقارن بود. با زاويه‌دار شدن پايه در قسمت جلو آن مقدار تنش برشي افزايش يافت به‌طوريكه براي پايه 10 درجه بيشترين مقدار آن و در حدود 0.55نيوتون بر مترمربع بدست آمد. همچنين نوسانات پروفيل بستر و سطح آب نيز با افزايش زاويه پايه، بيشتر شد. كاربرد صفحات مستغرق، الگوي آبشستگي را تغيير داده و با جابجايي رسوبات به جلوي پايه، كاهش آبشستگي را به دنبال داشت. افزايش ارتفاع و زاويه صفحات مستغرق نقش حمايتي آن‌ها را بهبود داد. براساس نتايج مدل عددي، عمق آبشستگي در جلوي پايه همراستا با جريان و صفحات با زاويه 30 درجه، هم‌تراز با بستر، با ارتفاع 1.25سانتيمتر و با ارتفاع 2.5 سانتيمتر روي بستر، بعد از 30 دقيقه به ترتيب 3.1، 0.035 و 0.005+ (روي بستر) سانتيمتر بود. با زاويه‌دار شدن پايه عملكرد صفحات در كنترل آبشستگي در قسمت جلوي پايه و در سمت ديوار پرفشار پايه كاهش يافت، اما در سمت ديواره‌ي كم‌فشار، عمق آبشستگي نسبت به پايه‌ي بدون زاويه كمتر بود.