شبیه‌سازی آب‌شستگی و میدان جریان در اطراف دو پایه‌ی کنار یکدیگر با استفاده از مدل عددی SSIIM

Abstract

آب‌شستگی پیرامون پایه‌‌های پلِ در معرض جریان امری اجتناب‌ناپذیر است. برآورد عمق آب‌شستگی و فهم الگوی جریان اطراف پایه می‌تواند کمک زیادی به طراحی ایمن پایه کند. در این مطالعه از مدل عددی SSIIM به عنوان یک مدل دینامیک محاسباتی سیالات (CFD) برای مدل‌سازی همزمان جریان و رسوب در اطراف گروه‌شمع در معرض جریان استفاده شده است. از داده‌ها و نتایج آزمایشگاهی مربوط به دو پایه‌ی کنار یکدیگر به عنوان یک حالت خاص گروه‌شمع برای واسنجی و شناخت بهتر این مدل استفاده شده است. در این مدل معادلات سه‌بعدی ناویر-استوکس برای جریان به همراه مدل‌های آشفتگی k-epsilon; و k-omega; حل شده و از خروجی‌های محاسبات جریان برای حل معادلات انتقال رسوب استفاده شده است. با بررسی الگوی آب‌شستگی دو پایه و مقایسه‌ی آن با مقادبر آزمایشگاهی مشخص شد که مدل عددی SSIIM، محاسبات جریان رو به پایین در جلوی پایه‌ها را با دقت قابل قبولی انجام می‌دهد اما اثر گردابه‌های دنباله‌ای در پشت پایه‌ها و اثر تداخل گردابه‌های نعل‌اسبی بین پایه‌ها را بیش از واقعیت در نظر گرفته و مقادیر عمق‌های آب‌شستگی در این نواحی بیش از مقادیر واقعی است. الگوی آب‌شستگی حاصل از به کارگیری مدل آشفتگی k-epsilon; دقت بسیار بهتری نسبت به الگوی آب‌شستگی حاصل از به کارگیری مدل k-omega; در پیرامون دو پایه دارد. البته لازم به ذکر است به دلیل پیچیدگی محاسبات جریان و رسوب و ساده‌سازی‌های انجام شده برای مدل‌سازی، نتایج بدون اشکال نیست.