مدل ‌سازي عددي تأثير شكل پايه‌هاي پل بر روي تنش برشي بستر

پايه پل‌هاي بنا شده در عرض رودخانه‌ها، همواره مستعد پديده‌هاي فرسايش و آبشستگي هستند. تنش برشي بستر يكي از عوامل اساسي در آبشستگي در اطراف پايه پل‌هاست كه رابطه‌اي مستقيم ميان آن‌ها وجود دارد. در تحقيق حاضر، ابتدا براي صحت ‌سنجي مدل از نتايج آزمايشگاهي پايه پل استوانه‌اي شكل استفاده شد و در ادامه به مطالعه تأثير شكل پايه‌هاي پل بر روي تنش برشي در كف بستر و ساير پارامترهاي مؤثر با مدل سازي عددي و نرم‌افزار Flow - 3D پرداخته شده است. شكل مقاطع پايه‌ها تغيير قابل توجهي در تنش برشي بيشينه را نشان داد. بيشترين تنش برشي در اطراف پايه استوانه‌اي رخ مي‌دهد و مقطع عدسي شكل بهترين عملكرد در كاهش تنش برشي بستر را با كاهشي %26 داشته است. اين عملكرد بر روي خطوط جريان در اطراف مقاطع و مشخصاً نحوه تشكيل، طول و قدرت گردابه‌هاي برخاستگي و نعل اسبي تأثيرگذار بوده است. به گونه‌اي كه جريان‌ با سرعت 0/1 متر بر ثانيه در مقطع استوانه‌اي، طول 0/2 متري را در پشت پايه تحت تأثير قرار داده است ولي در مقطع عدسي شكل كاهش 40% سرعت‌هاي منفي نسبت به استوانه‌اي را در پشت پايه مشاهده نشان مي‌دهد. در مجموع، مقاطعي كه داراي پيشاني در مقابل عبور جريان بودند، جريان پايين روندۀ قوي‌تري در پيشاني پايه را سبب شدند. در اين مقاطع در بستر جريان به دليل حضور گردابه‌هاي نعل اسبي، جريان به سمت بالادست حركت مي‌كند كه موجب وقوع سرعت‌هاي منفي قوي‌تري در اين ناحيه مي‌شود.