توسعه مدل عددی سه بعدی جریان با کارآیی بالا برای شبیه سازی جریان اطراف پایه و کوله پل
نویسندگان
1 استادیار، پژوهشکده حمل و نقل، مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، تهران، ایران
2 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، پردیس دانشکدههای فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران
3 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، پردیس دانشکدههای فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران
4 دانشیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بینالمللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران
doi
10.22034/tri.2024.476718.3273چکیده
در این مقاله یک مدل عددی سه بعدی با کارآیی بالا برای شبیه سازی جریان اطراف کوله و پایه پل توسعه داده شده است. از آنجایی که تمرکز مدل توسعه داده شده برای مدلسازی جریان در اطراف پلهای رودخانهای است، بنابراین در کلیه بخشهای مختلف مدل توسعه داده شده، کاهش هزینه محاسبات با حفظ دقّت مورد نیاز مد نظر قرار گرفته است. مدل سه بعدی از روش حجم محدود و گام کسری بر روی یک شبکه بدون ساختار مثلثی در پلان و با ساختار در صفحه قائم برای حل معادلات حاکم استفاده میکند. در مدل عددی، معادله انتقال در صفحه افقی با استفاده از روش صریح و در صفحه قائم با استفاده از روش ضمنی حل شدهاند. مدلسازی آشفتگی بر اساس مدل مختلط، اسماگورینسکی در پلان و یک بعدی k-ε در جهت قائم، انجام گرفته است. برای در نظر گرفتن تراز سطح آزاد آب در مدل عددی، صرفاَ فشار لایه آخر با فرض فشار هیدرواستاتیک تعیین شده است. برای ارزیابی مدل، توسعه لایه مرزی سه بعدی در کانال روباز مورد آزمون قرار گرفته است. مقایسه نتایج حاصله از مدلسازی جریان اطراف یک پایه پل و کوله پل با نتایج آزمایشگاهی، بیانگر دقّت مناسب و کارآیی بالای مدل سه بعدی توسعه داده شده است.
