مدلسازی آب شستگی موضعی گروه پایه های پل با شکل های هندسی مختلف

پایان نامه
  • وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی شاهرود
  • نویسنده احمد احمدی
  • استاد راهنما امیر اظهری
  • تعداد صفحات: ۱۵ صفحه ی اول
  • سال انتشار 1390
چکیده

مطالعه ای بر روی آب شستگی موضعی گروه پایه های پل با هدف توسعه روش های طراحی و بهبود معادلات پیش بینی کننده عمق آب شستگی در گروه پایه ها انجام شد. مجموعه ای از آزمایشات در شرایط جریان پایدار بر روی گروه پایه های سه تایی صورت گرفت. تمامی آزمایشات در شرایط آب زلال انجام شد. پارامترهای حاکم بر پدیده آب شستگی موضعی اطراف گروه پایه های پل عبارتند از: ویژگی های جریان، مشخصات رسوب و شکل و اندازه پایه ها. اثرات این پارامترها بر روی عمق بیشینه آب شستگی موضعی برای یک تک پایه در گذشته به شکل کاملی مورد بررسی قرار گرفته است. اگرچه هنگامی که معیارهای طراحی پایه های تکی به طور مستقیم به گروه پایه ها اعمال می شود، اثرات مهم گروه پایه ها شامل اثرات محافظتی، اثرات تقویتی و اثرات گردابه های نعل اسبی تشدید شونده نادیده گرفته می شود. علاوه بر آن، اثرات گروه پایه با تغییر در فاصله بین پایه ها (g) تغییر می کند. ابتدا آب شستگی موضعی بر روی تک پایه با سه قطر متفاوت انجام شد ( 6، 8 و 10 سانتیمتر). با استفاده از روابط طراحی معتبر برای تک پایه ها نظیر گروه پایه های سه تایی با تغییر در فواصل بین پایه ها مورد بررسی قرار گرفتند. در مورد این پایه های قرار گرفته در راستای جریان، پایه های پایین دست بوسیله پایه های بالادست محافظت می شوند و باعث کاهش عمق آب شستگی موضعی اطراف پایه های پایین دست می شود. همچنین اثرات تقویتی در پایه جلویی بسیار مهم است و باعث می شود که عمق آب شستگی موضعی در این پایه نسبت به تک پایه بیشتر گردد. علاوه بر آن، عمق آب شستگی موضعی در پایه های پایین دست، که از مقدار متناظر در تک پایه ها کمتر است، با افزایش فاصله نسبی بین پایه ها تغییر می کند. گردابه نعل اسبی تشدید شونده هنگامیکه پایه ها در یک راستا قرار گرفته باشند و فاصله نسبی بین پایه ها از 5 کمتر باشد، بر عمق آب شستگی موضعی تأثیر به سزایی دارد. در این محدوده از فاصله نسبی، گردابه نعل اسبی تشدید می شود و گودال آب شستگی موضعی عمیق تر می گردد. اگرچه با افزایش مقدار فاصله نسبی بین پایه ها این اثر کمرنگ می گردد. داده های بدست آمده در مورد گروه پایه ها با استفاده از مدل رگرسیون چندگانه مورد تحلیل قرار گرفتند تا رابطه ای برای پیش بینی عمق آب شستگی موضعی در پایه جلویی ایجاد شود. این مدل رگرسیونی شامل یک پارامتر بی بعد (g/d) مربوط به اثرات گروه پایه می باشد. نتایج نشان دادند که با جایگزینی مقدار (u?(u_c ) ? ) یا عدد فرود به جای (u?u_c ) در رابطه پیشنهادی شپارد و همکارانش در سال 2004، دقت این رابطه افزایش می یابد. رابطه پیشنهادی تخمین مناسبتر و منطقی تری دارد. علاوه بر آن، روابط پیشنهادی در این تحقیق نتایج مناسبتری برای تک پایه ها در مقایسه با روابط ملویل و چیو در سال 1997، اتما در سال 1999، ریچاردسون و دیویس در سال 2001 و شپارد در سال 2004 دارد. در انتها نیز یک مدل سه بعدی دینامیک سیالات محاسباتی به منظور شبیه سازی آب شستگی موضعی در آب زلال اطراف پایه های دایره ای مورد استفاده قرار گرفت. این مدل عددی فرض می کند که جریان حاوی رسوب مانند یک جریان دوفازی عمل می کند و از معادلات بسته مدل آشفتگی کی – اپسیلون برای پیش بینی پارامترهای آشفتگی در فاز مایع استفاده می کند. محدوده جریان دوفازی (آب در کانال با یک ناحیه ماسه ای در بستر کانال ) با استفاده از فرمول بندی چندفازی فلوئنت حل می شود که روش اویلرین در حل عمق آب شستگی موضعی اطراف گروه پایه ها نامیده می شود. در این تحقیق یک مدل آشفتگی کی – اپسیلون که با استفاده از عبارات اضافی تکمیلی و در برگیرنده انتقال مومنتوم آشفته بین فازی است، برای پیش بینی مقادیر آشفتگی در فاز مایع به کار گرفته می شود. سطح مشترک بین آب و ماسه در مطالعات آزمایشگاهی به عنوان مقدار متناظر با کسر حجمی ماسه 5/0 در مطالعات عددی انتخاب شد. تطابق خوب موجود بین نتایح شبیه سازی عددی و داده های آزمایشگاهی قابلیت اعتبار این مدل عددی را نشان میدهد.

۱۵ صفحه ی اول

برای دانلود 15 صفحه اول باید عضویت طلایی داشته باشید

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

کنترل آب شستگی در اطراف پایه های پل

آب شستگی در اطراف پایه های پل همه ساله خسارات زیادی به پلها در سراسر جهان وارد میسازد و از این رو مطالعه بر روی کاهش میزان آب شستگی حائز اهمیت است. در این مطالعات نصب یک طوق بر روی پایه هائی با مقطع مستطیل به عنوان یک روش ساده و ارزان برای کاهش عمق آب شستگی مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج بدست آمده از این آزمایشها نشان دادند که نصب یک نیم طوق با پهنای نصف عرض پایه در 10 درصد عمق آب زیر بستر ت...

متن کامل

بررسی آزمایشگاهی اثر شکل هندسی پایه پل در کنترل ‏آب شستگی موضعی اطراف آن در قوس رودخانه

تعیین عمق فرسایش در محدوده پایه های پل مستلزم آگاهی از نحوه جابه جایی مواد رسوبی بستر رودخانه ها است. پایه های پل جریان عادی رودخانه را مختل می کند و تلاطم و اغتشاش حاصل از آن موجب فرسایش مواد رسوبی موجود در اطراف پایه می شود. گودال چاله فرسایش ایجاد شده در اطراف پایه به شکل و مشخصات هندسی پایه بستگی دارد. به علاوه نوع مواد تشکیل دهنده بستر رودخانه و همچنین شرایط هیدرولیکی جریان نظیر وقوع حالت ...

متن کامل

بررسی آزمایشگاهی اثر شکل هندسی پایه پل در کنترل ‏آب‌شستگی موضعی اطراف آن در قوس رودخانه

تعیین عمق فرسایش در محدوده پایه‌های پل مستلزم آگاهی از نحوه جابه‌جایی مواد رسوبی بستر رودخانه‌ها است. پایه‌های پل جریان عادی رودخانه را مختل می‌کند و تلاطم و اغتشاش حاصل از آن موجب فرسایش مواد رسوبی موجود در اطراف پایه می‌شود. گودال چاله فرسایش ایجاد شده در اطراف پایه به شکل و مشخصات هندسی پایه بستگی دارد. به‌علاوه نوع مواد تشکیل‌دهنده بستر رودخانه و همچنین شرایط هیدرولیکی جریان نظیر وقوع حالت ...

متن کامل

کنترل آب شستگی در اطراف پایه های پل

آب شستگی در اطراف پایه های پل همه ساله خسارات زیادی به پلها در سراسر جهان وارد میسازد و از این رو مطالعه بر روی کاهش میزان آب شستگی حائز اهمیت است. در این مطالعات نصب یک طوق بر روی پایه هائی با مقطع مستطیل به عنوان یک روش ساده و ارزان برای کاهش عمق آب شستگی مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج بدست آمده از این آزمایشها نشان دادند که نصب یک نیم طوق با پهنای نصف عرض پایه در 10 درصد عمق آب زیر بستر ت...

متن کامل

اثر شمع¬های حفاظتی بر کاهش آب¬شستگی در پایه پل استوانه¬ای

آب­شستگی در اطراف پایه­های پل بر اثر برخورد جریان با پایه و جدا شدن جریان از آن ایجاد می­گردد. یکی از روش‌های حفاظت از پایه­های پل در برابر آب­شستگی استفاده از شمع­های محافظ می­باشد. این شمع­ها با تغییر الگوی جریان و کاهش شدت گردابه­های ایجاد شده در اطراف پایه موجب کاهش عمق آب­شستگی می­شوند. در این پژوهش تاثیر تغییر قطر و فواصل شمع­های حفاظتی بر آب­شستگی ایجاد شده در اطراف پایه پل استوانه­ای به...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی شاهرود

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023