شبيه‌سازي سه‌بعدي پديدۀ رهايي متناوب گردابه‌ها و انتقال رسوب بستر حول موانع در معرض جريان با استفاده از Flow3D

پل ها يكي از مهم ترين سازه هاي هيدروليكي ارتباطي به شمار مي روند. برخورد جريان به پايۀ پل‌ها فرسايش اطراف پايه و آسيب‌ديدگي آن را به دنبال دارد. ازاين‌رو يكي از مباحث مهم در زمينۀ ايمني پل ها، كنترل فرسايش بستر اطراف پايه ها است. تاكنون مدل هاي فيزيكي مختلفي در آزمايشگاه براي بررسي رفتار جريان و فرسايش بستر پيرامون آن ساخته شده اند كه صرف نظر از هزينه و زمان بر بودن آزمايش ها، مشكلات ناشي از تغييرات مقياس را نيز به همراه داشته اند. امروزه با استفاده از كدهاي ديناميك سيّالات محاسباتي كارآمدّتر، رفتار هيدروديناميكي سيّالات به طور گسترده تري بررسي مي شود. در اين تحقيق براي اين منظور از نرم‌افزار Flow3D استفاده شده است. اين پژوهش به شبيه سازي جريان اطراف مدل پايه هاي پل مختلف پرداخته و الگوي جريان و فرسايش بستر را بررسي مي‌نمايد. با توجّه به حساسيت مدل هاي عددي به تعداد سلول هاي شبكه در ميدان محاسباتي، صحّت سنجي تعداد مختلف شبكه، با مقايسه نيمرخ‌هاي سرعت انجام يافته است. سه مدل آشفتگي مختلف نيز مورد بررسي قرار گرفته و پس از بررسي نيمرخ هاي سطح آزاد آب، الگوي جريان اطراف پايه و عدد استروهال، شبيه سازي جريان با مدل آشفتگي LESانجام گرديده است. تعداد 15 مدل نيز براي ارزيابي دو پارامتر مهم عامل آب‌شستگي، جدايش جريان و جريان رو به پايين، انتخاب شده اند. ابزارهاي انتخابي در اين راستا، سكو، مقطع هندسي پايه و شكاف مي باشند. نتايج نشان داد در اغلب موارد استفاده از يك ابزار كنترل آب‌شستگي بهتر از تركيب ابزارهاي مختلف عمل مي كند با به‌كارگيري شكل عدسي به‌عنوان مقطع هندسي پايه، عمق آب‌شستگي تا 58 درصد كاهش و با مدل تركيبي مقطع مستطيلي گردگوشه، سكو و شكاف بيشينۀ عمق فرسايش يافته تا 50 درصد كاهش نشان داد. نتايج به‌دست‌آمده بيانگر آن است كه كنترل جدايش جريان و پديدۀ شكست گردابه به مراتب بيش از كنترل جريان رو به پايين در كاهش فرسايش بستر مؤثر است.