شبیه سازی آب‌شستگی و میدان جریان در اطراف تک شمع با استفاده از مدل عددی SSIIM

Abstract

آب‌شستگی پیرامون پایه‌های پل که در معرض جریان قرار دارند 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 به‌عنوان یک مدل دینامیک محاسباتی سیالات (CFD) برای مدل‌سازی هم‌زمان جریان و رسوب در اطراف تک‌شمع در معرض جریان استفاده شد. از داده‌ها و نتایج آزمایشگاهی مربوط به تک‌شمع برای صحت‌سنجی این مدل استفاده شد. همچنین برای بررسی بهتر، نتایج محاسبات آب‌شستگی و الگوی جریان پیرامون پایه به‌صورت گرافیکی و عددی در زمان‌های گوناگون از آغاز شبیه‌سازی بررسی شد در این مدل معادلات سه‌بعدی ناویر- استوکس برای جریان به همراه مدل آشفتگی حل و از خروجی‌های محاسبات جریان برای معادلات انتقال رسوب استفاده شد. مقایسه‌ی نتایج آب‌شستگی مدل SSIIM با نتایج آزمایشگاهی کارایی بهتر این مدل نسبت به برخی روابط تجربی موجود برای تخمین عمق آب‌شستگی حداکثر است. الگوی جریان مدل نیز جریانی رو به پایین در جلوی پایه و جریانی رو به بالا در پشت پایه را به‌خوبی نشان می‌دهد که مقدار جریان رو به پایین تطابق مناسبی با نتایج آزمایشگاهی دارد.