شبیهسازی عددی تأثیر زاویه برخورد جریان بر الگوی جریان حول پایههای پل مرکب
نویسندگان
1 دانشآموخته دکتری، گروه مهندسی آب، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران.
2 دانشیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران.
3 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد بوئین زهرا، بوئین زهرا، ایران.
doi
10.22112/jwwse.2025.493782.1422چکیده
اکثر مطالعات مربوط به پایههای پل مرکب بر آبشستگی حول پایهها متمرکز بوده است و توجه کمتری بر الگوی جریان آشفته با تغییر زاویه برخورد جریان به پایهها معطوفشده است. در مطالعه حاضر شبیهسازی عددی الگوی جریان حول پایههای پل مرکب با زوایای 10، 30، 50، 70 و 90 درجه نسبت به جهت جریان انجام شده است. برای این منظور، شبیهسازی عددی در نرمافزار Flow3D انجام شد و پس از صحتسنجی مدل عددی، الگوی جریان و تنش برشی حول پایهها بررسی شد. برای کلیه زوایا، بررسی بردارهای سرعت نشانداد در اطراف ستون چهار ناحیه قابلتشخیص است. اول ناحیه سکون در محل برخورد جریان به ستون است، نواحی 2 و 3 در دو طرف ستون که جریان گردابی حول محور قائم در آنها شکل گرفتهاست و ناحیه چهار که ناحیه زینی است و در مرز ناحیه شماره 2 و جریان پاییندست بهوجود آمده است. تغییر زاویه برخورد جریان با پایهها، گستردگی و موقعیت این نواحی را تحتتأثیر قرارداده است، بهطوریکه در زاویه 90 درجه نواحی 2 و 3 کاملاً مشابه و برای زاویه 10 درجه، ناحیه 4 تشکیل نشده است. بررسی تنش برشی نشان داد بهطورکلی تنش برشی حول پایهها با افزایش زاویه، بیشتر شده است؛ بهطوریکه از زاویه 10 تا 90 درجه بهترتیب 65، 135، 170، 173 و 202 درصد تنش برشی بستر نسبت به زاویه صفر درجه افزایش یافته است. همواره تنش برشی حول پایههای ردیف اول بیشتر از تنش برشی حول پایههای ردیف دوم است؛ بهطوریکه بهازای زاویه 90 درجه، تنش برشی متوسط حول پایههای ردیف دوم نسبت به پایههای ردیف اول 45 درصد است، اما بهازای زوایای دیگر این نسبت بیشتر و تا حدود 58 درصد است.