بررسی اندرکنش میدان متوسط جریان اطراف عرشه پل مستغرق با بستر کانال و سطح آزاد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

چکیده

در حین یک رخداد بحرانی در رودخانه‌ها مانند سیل،‏ عرشه پل ممکن است در جریان آب رودخانه غرق شود. استغراق عرشه یک وضعیت بحرانی برای پایداری سازه‌ای پل‌های رودخانه‌ها محسوب می‌شود. در مقاله حاضر،‏ میدان متوسط جریان در اطراف عرشه پل و ضریب نیروی درگ متوسط زمانی وارد بر آن با استفاده از نرم افزار flownet و بهره‌گیری از سه نوع مدل آشفتگی استاندارد،‏ RNG و Realizable شبیه‌سازی شده است. در این شبیه‌سازی‌ها اثر تغییر فاصله عرشه از بستر کانال و سطح آزاد آب بر میدان متوسط جریان مجاور عرشه و ضریب نیروی درگ متوسط زمانی وارد بر آن،‏ در شرایطی که عمق آب در بالادست عرشه ثابت باشد،‏ بررسی شده است. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که برای فاصله عرشه از بستر معادل 0.5 برابر ضخامت عرشه که عرشه در نزدیکی بستر کانال واقع شده،‏ مدل‌های آشفتگیRNG و Realizable تطابق بیشتری با نتایج آزمایشگاهی دارند. در سایر فواصل عرشه از کف،‏ مدل آشفتگی استاندارد دارای دقت مناسب‌تری می‌باشد. در شرایطی که فاصله عرشه از بستر کانال و سطح آزاد زیاد است،‏ میدان متوسط جریان اطراف عرشه متقارن و ضریب نیروی درگ با تغییر این فاصله،‏ نسبتاً ثابت است. اما با نزدیک شدن عرشه به بستر کانال و یا سطح آزاد،‏ وضعیت تقارن میدان جریان از بین رفته و با تغییر این فاصله ضریب نیروی درگ تغییر می‌کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Studying interactions between mean flow fields around a submerged bridge deck, channel bed and free surface

نویسندگان [English]

  • M. Hamzei
  • M. Javan
  • A. Eghbalzadeh
  • S.A. Amini
چکیده [English]

During a critical river flood event, a bridge deck may become partially or completely submerged by the flow. The deck submergence may be a critical situation for structural stability of river bridges. In this paper, the mean flow fields around a submerged bridge deck and the time averaged drag coefficient on it have been simulated by using Fluent software. The turbulence models considered are the standard , renormalization group (RNG) and Realizable . In these simulations for a fixed water depth on a deck, the effect of change of deck distance from the channel bed on the mean flow field around a deck and the time averaged drag coefficient on it, have been investigated. In these simulations, for a water depth constant in the deck upstream, the effect of change of deck distance from the channel bed, and water free surface on the mean flow field around a deck and the time averaged drag coefficient on it have been investigated. For the deck located near the channel bed (the deck distance from the bed equal to 0.5 times the thickness of the deck), Simulation results of RNG and Realizable turbulence models are in better agreement with experimental results. In other distances from the channel bed, standard turbulence model provides better accuracy. If the deck distance from the channel bed and free surface is significant,...

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fluent
  • Turbulence model
  • Numerical simulation
  • Drag force and Bridge deck