مدل‌سازی عددی و مشاهده فیزیکی اثر شکل مقاطع پایه پل‌ها بر نیروهای دینامیکی وارد بر آن

Abstract

جریان حول اجسام، موضوعی است که سال‌ها مورد علاقه پژوهشگران مختلف بوده است. شکل مقطع پایه پلها روی جریان حول آن، نحوه تشکیل گردابه‌ها و شکست آنها در منطقه سکون1 و به تبع آن بر نیروهای نوسانی وارد به پایه اثرگذار است. در رابطه با دستیابی به شکل مناسب پایه که بتواند وقوع پدیده شکست گردابه2 را محدود کند، تحقیقات کمی انجام شده است. در پژوهش حاضر، از نرم‌افزارFLUENT ، در حالت دوبعدی برای شبیه‌سازی جریان استفاده شده و میزان اثرگذاری شکل پایه روی الگوی شکل‌گیری جریان، بزرگی گردابه‌ها3 و پارامترهای شکست گردابه از جمله ضریب درگ4 و ضریب لیفت5 با در نظر گرفتن عدد رینولدز 105×2، بررسی شده است. جهت نزدیک شدن به شرایط جریان در عمل، اصابت مایل جریان به پایه نیز مورد بررسی قرار گرفته است. جهت تأیید نتایج مدل عددی از یک مدل آزمایشگاهی استفاده شده و به صورت مشاهداتی، شکل جریان با نتایج مدل عددی مقایسه گردید . نتیجه‌ای که از این پژوهش به دست آمده نشان می‌دهد که شکل پایه مستطیلی با یک لبه گردشده و یک لبه تیزگوشه در حالتی که سمت گردشده پایه مقابل جریان قرار گیرد، در هر دو حالت اصابت مستقیم و مایل جریان، بهترین عملکرد را داشته و کمترین میزان نیروها را به پایه پل وارد می‌کند.