شبیه‌سازی عددی آبشستگی اطراف پایه‌های متوالی پل‌ها با شکل‌های مختلف و زوایای قرارگیری متفاوت نسبت به امتداد جریان

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: کارشناسی ارشد

عنوان: Title: شبیه‌سازی عددی آبشستگی اطراف پایه‌های متوالی پل‌ها با شکل‌های مختلف و زوایای قرارگیری متفاوت نسبت به امتداد جریان

ارائه دهنده: Provider: زهرا کیانی - مهندسی عمران

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر مجید فضلی

اساتید مشاور: Advisory Professors:

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر بهرام رضایی -دکتر مرتضی شکری

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: 1404/11/27

مکان ارائه: Place of presentation: دانشکده مهندسی-کلاس 43

چکیده: Abstract: پل‌ها سازه‌های زیربنایی حیاتی در سیستم حمل و نقل محسوب می شوند .مهندسان با تکیه بر تجربیات طولانی در ساخت پل‌های رودخانه‌ای، در دهه‌های اخیر به این نتیجه رسیده‌اند که علاوه بر ملاحظات سازه‌ای، زمین‌شناسی، موقعیت راه و ظرفیت ترافیکی، توجه به اثرات جریان آب نیز در طراحی پل‌ها ضروری است. ساخت پل یک مسئله مهم و پرهزینه است و با توجه به اینکه نیاز به سرمایه گذاری زیادی دارد باید به خطر جدی شکست پل که بیشتر بر اثر پدیده آبشستگی رخ می دهد توجه ویژه ای داشت. آبشستگی در پایه‌های پل، یکی از عوامل کلیدی و تعیین‌کننده در طراحی هیدرولیکی پل‌ها به شمار می‌رود.هنگامی که سازه‌ای هیدرولیکی مانند پایه پل در مسیر جریان آب قرار می‌گیرد، جریانی سه‌بعدی در پیرامون پایه و پس از آن ایجاد می‌شود. این جریان به مرور زمان، منجر به ایجاد چاله‌ای در پیرامون پایه پل می‌ شود.شمار زیادی از پژوهشگران علم هیدرولیک به انجام مطالعات تجربی اقدام نموده و میزان آبشستگی را برای پایه های پل با ابعاد ، اشکال و ترکیبات مختلف مورد سنجش و ارزیابی قرار داده اند. مدل‌سازی عددی با استفاده از نرم‌افزار، شباهت قابل توجهی به انجام آزمایش‌های عملی دارد. همان‌طور که نتایج یک آزمایش در صورتی قابل اعتماد است که شرایط آن تا حد امکان به واقعیت نزدیک باشد، در مدل‌سازی عددی نیز کیفیت و اعتبار نتایج به شدت به داده‌های ورودی بستگی دارد؛ به این معنا که اگر داده‌های وارد شده به مدل نامناسب باشند، نتایج حاصله نیز قابل اتکا نخواهند بود.مدل عددی Flow -3Dیک مدل دینامیک سیالات محاسباتی(CFD) و رسوب است که در مسائل آبشستگی مورد استفاده قرار گرفته است. در این پژوهش با استفاده از نرم افزار Flow-3D آبشستگی در اطراف پایه های پل با اشکال و تعداد مختلف شبیه سازی عددی گردید.مقایسه نتایج مدل های مختلف آشفتگی با نتایج آزمایشگاهی برای تک پایه پل دایره ای شکل نشان داد که مدل آشفتگی LES نتایج بهتری را به دنبال دارد.در ادامه نتایج مدل عددی با نتایج آزمایشگاهی برای تک پایه پل به شکل های مستطیل و شش ضلعی مقایسه گردید مقایسه نتایج نشان داد که مدل عددی در برآورد میزان آبشستگی برای پایه مستطیلی نتایج بهتری ارائه می دهد.به منظور واسنجی مدل عددی ،شبیه سازی برای پایه های پل دوتایی و سه تایی با اشکال مستطیل و شش ضلعی در معرض برخورد با جریان با زوایای متفاوت انجام و نتایج حاصله بحث و بررسی قرار گرفت.