جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "تشدید" در نشریات گروه "عمران"
تکرار جستجوی کلیدواژه «تشدید» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
مجله هیدرولیک، سال نوزدهم شماره 1 (بهار 1403)، صص 119 -134
امواج عرضی در اثر عبور جریان سیال از پیرامون موانعی مانند پایه های پل در رودخانه، پایه های اسکله در دریا و پایه های هر سازه هیدرولیکی دیگر که در یک مجرای روباز قرار دارند ایجاد می شود. آبشستگی پایه های پل یکی از مسائل مهم در هیدرولیک پل ها می باشد، بنابراین بررسی آبشستگی اطراف پایه های پل از اهمیت بالایی برخوردار است. در تحقیق حاضر به بررسی تاثیر امواج عرضی نوع یک، دو و سه در حالت تشدید بر آبشستگی موضعی اطراف پایه های استوانه ای پل پرداخته شد. آزمایش ها با گروه پایه استوانه ای در آرایش موازی و فاصله طولی و عرضی بدون بعد 8/4 در سه مرحله، در یک فلوم به طول 16 متر، عرض 25/1 متر و ارتفاع 6/0 متر انجام شد. سرعت نسبی (U/Uc) در آزمایش ها بین 431/0 تا 871/0 متغیر بود. نتایج نشان داد که تشکیل امواج عرضی بر آبشستگی پایه های استوانه ای تاثیرگذار بود و عمق حداکثر آبشستگی در آزمایش های با موج بیشتر از آزمایش های بدون موج بود و بطور متوسط عمق حداکثر آبشستگی 60 درصد در موج نوع یک، 78 درصد در موج نوع دو و 69 درصد در موج نوع سه نسبت به حالت بدون موج افزایش یافت. در هر سه نوع موج، با افزایش دامنه موج عمق حداکثرآبشستگی افزایش یافت. همچنین با افزایش شماره موج عمق حداکثر آبشستگی نیز افزایش یافت. تغییرات حجم آبشستگی روندی مشابه با تغییرات عمق حداکثر آبشستگی داشت و حجم آبشستگی در آزمایش های با موج بیشتر از آزمایش های بدون موج بود.
کلید واژگان: امواج عرضی, تشدید, آرایش موازی, آبشستگی, پایه پلJournal of Hydraulics, Volume:19 Issue: 1, 2024, PP 119 -134IntroductionThe passage of water through obstacles such as bridge piers in the river, dock piers in the sea, and piers of any other hydraulic structures located in an open channel causes the formation of a boundary layer upstream of the obstacles and the separation of flow lines in the downstream obstacles, leading to the formation of vortex flows. The overlap of the vortices created by each of the obstacles leads to the formation of surface waves whose propagation direction is perpendicular to the flow direction. Under special circumstances when the frequency caused by the vortex of the obstacles is equal to the natural frequency of the structure's oscillation, a resonance mode is created and transverse waves with maximum amplitude are formed along the flume width. The formation of transverse waves with maximum amplitude can affect the safety and stability of hydraulic structures including bridge piers. To this end, recognizing transverse waves can reveal the reasons for the occurrence of some phenomena. Most studies on transverse waves have been conducted in a flume with limited width and a few waves. Thus, by conducting experiments in a wide flume and creating more waves, this study aimed to investigate the effect of waves in different modes on the local scour around the cylindrical piers of bridge.
MethodologyThe experiments were carried out in the Physical and Hydraulic Modeling Laboratory of the Faculty of Water and Environmental Engineering, Shahid Chamran University, Ahvaz, using a rectangular flume with a length of 16 m, a width of 1.25 m, a height of 0.6 m, and a zero slope with glass walls. The flume bed was covered with sediments with an average size of d50 = 0.7 mm. The experiments were conducted with cylindrical pier groups in three stages. The experiments in the first stage were carried out without sediments and the cylindrical piers were placed on a fixed bed without sediments. The first stage experiments aimed to measure the wave parameters (wave amplitude, wave frequency, and flow depth) in the resonance. In the second stage, the sediment experiments were conducted with the formation of transverse waves. After adjusting the water level and forming the desired wave, 4 hours of equilibrium time was considered. Then, the pump was turned off and the end weir was slowly opened. After the complete discharge of the flow, the topography of the bed was measured using a laser meter with an accuracy of 1 mm as 1×1 cm2. The sediment experiments were in the third stage with the removal of transverse waves (control experiments) which were performed to compare with the results of the second stage experiments. A glass sheet was used for this purpose. The glass sheet prevented matching the natural frequency of the channel and the frequency caused by the tier vortex.
Results and DiscussionTo investigate the effect of transverse waves caused by cylindrical piers on the maximum scour depth, each scour in the experiment with transverse waves was compared with the corresponding experiment conducted without transverse waves. The results showed that in wave modes 1, 2, and 3, the maximum scour depth was greater in the case with waves than in the case without waves. The maximum scour depth in wave mode 1 experiments at Froude numbers 0.059, 0.057, and 0.055 was 71, 55, and 54 percent higher than the scour depth in the experiments without waves, and for wave mode 2, the maximum scour depth in the experiments with waves at Froude numbers of 0.117, 0.110 and 0.106 was 90, 76 and 66 percent higher than the maximum scour depth in the experiments conducted without waves. The maximum scour depth in the wave mode 3 experiments with waves at Froude numbers of 0.156 and 0.151 was 70 and 68 percent was higher than the scour depth in the experiments without waves. This study also examined the effect of wave mode on the maximum scour depth. The results indicated that with an increase in the wave number, the maximum scour depth increased in each discharge. On average, the maximum scour depth in wave mode 3 increased by 130 percent compared to wave mode 1 and by 43 percent compared to wave mode 2, and the maximum scour depth in wave mode 2 increased by 60 percent compared to wave mode 1. Also, the maximum scour depth in each wave mode increased with an increase in the wave amplitude, indicating the existence of a direct relationship between the wave amplitude and the maximum scour depth. In addition to the maximum scour depth, transverse waves also affected the scour volume, which was greater in the experiments conducted with waves than in the experiments without waves. On average, the scour volume was 4.3 times in wave mode 1, 3.5 times in wave mode 2, and 9 times in wave mode 3 compared to the wave-free mode.
ConclusionThe present study examined the effect of transverse waves mode 1, 2, and 3 on the local scour around the cylindrical piers of the bridge. The formation of transverse waves affected the scouring of cylindrical piers, and the maximum scour depth in the experiments conducted with waves was greater than in the experiments without waves. On average, the maximum scour depth increased by 60 percent, 78 percent, and 69 percent in the wave modes 1, 2, and 3 compared to the wave-free mode respectively. Moreover, with an increase in the wave number, the maximum scour depth increased in each discharge, with the maximum and minimum scour depths being found in wave modes 3 and 1, respectively. Overall, the changes in the scour volume followed the same trend as the changes in the maximum scouring depth. On average, the scour volume was 4.3 times in wave mode 1, 3.5 times in wave mode 2, and 9 times in wave mode 3 compared to the wave-free mode.
Keywords: Transverse Waves, Resonance, In-Line Arrangement, Scour, Bridge Pier -
در تحقیق حاضر اثر ارتعاشات ریلی منتقل شده از زمین به ساختمان مجاور ریل بررسی شده است. نیروهای اضافه عمدتا ایجاد شده در سطح تماس چرخ و ریل ساختمان از طریق خاک زیر ساختمان به ساختمان مجاور ریل تاثیرگذار است. ساختمان در نظر گرفته شده، یک اتاقک بتنی در فاصله دو متری از خطوط ریلی در بین دو خط ریلی سریعالسیر میباشد. به این منظور از نرمافزار Ansys که قابلیت مدل کردن نیروهای حاصل از قطار و قابلیت مدلسازی محدوده وسیع خاک و اجزا ریلی و ساختمان را دارد، استفاده شده است. یکی از منحنیهای موجود در متن استاندارد ISO 14837-1 به صورت منحنی خام اثر ارتعاشات قطار استفاده شد و با تبدیلهای ریاضی آماده ورود به نرمافزار گردید. نتایج مدل نرمافزاری در حالتی که فرکانس ارتعاشی دریافت شده توسط ساختمان برابر یکی از فرکانسهای طبیعی موثر ساختمان باشد مورد بررسی قرار گرفته است که منجر به آسیب به نازککاری ساختمان (در صورت قدیمی یا تاریخی بودن ساختمان منجر به واژگونی ساختمان) میشود. با بهکارگیری لایههای میراگر در ساختمان، اثر ارتعاشات قطار بر ساختمان مجاور ریل کاهش عمدهای پیدا میکند و با این راهکار خرابی حتی در نازککاری ساختمان ایجاد نمیشود. لایههای میراگر از جنس لاستیک و پلیاورتان میباشد که شرکت آلمانی "BSW" تولید میکند. راهکار دیگری برای کاهش اثر تشدید، افزایش میرایی سازه به روشهای مختلف میباشد.
کلید واژگان: تشدید, نوسان قطار, ساختمان مجاور ریل, هارمونیکIn this paper, the effects of rail vibrations transferred from the ground to the building in the vicinity of the rail are studied. The additional forces mostly produced in the contact area of the wheel and structure’s rail influence on the building in the vicinity through the soil underneath. The building is a concrete chamber located between 2 high speed railroadand in 2 meters distance from them. The Ansys software was used which can model the train forces, soil, rail and building’s components. One of the ISO 14837-1 curves was used as a raw curve of train vibrations’ effect and was made ready to enter in the software by mathematical transformations. The results of the software model have been studied in case the vibration frequency received by the building is equal to one of the effective natural frequencies of the building, which leads to damage to the joinery of the building (if the building is old or historical, it will overturn). By using damping layers in the building, the effect of train vibrations on the building adjacent to the rails is greatly reduced, and with this solution, damage is not caused even in the joinery of the building. The damping layers are made of rubber and polyurethane, which is produced by the German company "BSW". Another way to reduce the resonant effect is to increase the damping of the structure in different ways.
Keywords: Resonance, Train Oscillation, Rail Adjacent Building, Harmonic -
در اثر برخورد جریان با موانع موجود در مسیر خود، پدیده گردابه ایجاد می شود. در صورت برابری بسامد گردابه های ایجادشده با بسامد نوسانات طبیعی، پدیده ی تشدید رخ داده و نوسانات سطحی عمود بر جریان با بیشترین دامنه موج به وجود می آید. در این تحقیق به منظور بررسی خصوصیات موج عرضی حاصل از گردابه منتشرشده از موانع، 135 مانع استوانه ای به قطر 20 میلی متر در 5 حالت مختلف در فلوم آزمایشگاهی چیده شدند. در مجموع 900 آزمایش انجام شد که متغیرهای آن دبی جریان، عمق متوسط جریان، شیب کانال و فواصل طولی و عرضی موانع بود. در هر آزمایش پس از تشکیل نوسانات عرضی، خصوصیات مربوط به آنها شامل دامنه و بسامد موج ضبط گردید. سپس متغیرهای موثر بر خصوصیات امواج عرضی و تاثیرات آن ها بر اعداد بی بعد دخیل بررسی شد. نتایج حاکی از آن بود با افزایش دبی جریان، حداکثر دامنه موج در اثر تشدید در عمق متوسط جریان بزرگتری رخ می دهد و مقدار آن نیز افزایش می یابد. همچنین در اکثر حالت ها با تغییر فاصله طولی بین موانع، روند تغییرات روشکو نسبت به افزایش اورسل در ابتدا صعودی و پس از رسیدن به یک محدوده ی خاص از عدد اورسل حالت معکوس به خود می گرفت؛ ضمن آنکه هرچه دبی جریان بیشتر می شد، سرعت تغییرات اورسل نسبت به روشکو کاهش می یافت. در نهایت با استفاده از آنالیز ابعادی و نرم افزار آماری، رابطه ای بین اعداد بی بعد روشکو با اورسل و فرود جریان برای هر یک از مدهای I و II پیشنهاد شد و صحت روابط با مجذور ضریب همبستگی بیش از 92/0 مورد تایید قرار گرفت.
کلید واژگان: تشدید, دامنه موج, گردابه, مانع استوانه ای, موج عرضیVortex is shed by flow collision with obstacles in its path. If the frequency of vortex shedding equals the frequency of natural oscillations of flow, resonance will be created and transverse oscillation perpendicular to flow with greatest wave amplitude will occur. In this study, in order to investigate the characteristics of the transverse wave caused by the vortex shedding of the obstacles, 135 cylinder barriers with a diameter of 20 mm in 5 different configurations were arranged in the laboratory flume. In total, 900 tests were carried out which variables were flow discharge, average flow depth, channel slope, longitudinal and transverse distance between obstacles. In each test, after the formation of transverse oscillations, their characteristics including amplitude and frequency of wave were recorded. Then, the effective variables on transverse wave characteristics and their effects on the involved dimensionless numbers were investigated. The results indicated whatever the flow discharge is increased, the maximum wave amplitude due to resonance occurs in larger average flow depth, which has more amount. Also by changing the longitudinal distance of obstacles, Roshko's changes relative to increasing of Ursell were ascending at the beginning and they were reversed after reaching a certain range of Ursell number; moreover, by increasing the flow discharge, the rate of Ursell changes relative to Roshko decreased. Finally, by using dimensional analysis and statistical software, the equations between Roshko with Ursell and Froude numbers were proposed for each of the modes I and II and the validation of equations were approved (R2= 0.92).
Keywords: Resonance, Wave amplitude, Vortex, Cylindrical barrier, transverse wave -
به منظور بررسی عملکرد پل ها و سلامت سنجی آن ها از مدل سازی عددی، آزمایش های بارگذاری میدانی و یا ترکیبی از هر دو روش استفاده می شود. با توجه به اعمال فرضیات و ساده سازی عوامل پیچیده حاکم بر رفتار واقعی پل ها، روش های مبتنی بر آزمایش های میدانی می توانند عملکرد واقعی سازه پل ها را با کمترین مقادیر خطا و تقریب آشکار نمایند. در این مقاله نتایج آزمایش بارگذاری پل قلعه مرغی به منظور رفتار سنجی، عیب یابی و بررسی دلایل لرزش ساختمان های اطراف ارائه شده است. در مطالعات عددی، مدل سازه در نرم افزار های تحلیلی ساخته و تحت بارگذاری های آیین نامه ای قرار گرفت. در ادامه رفتار سنجی پل با نصب بیش از یکصد حسگر و انجام آزمایش های استاتیکی و دینامیکی اجرا گردید. نتایج بیانگر لرزش شدید پل و ارتعاش پیچشی آن در مود اول به جای ارتعاش خمشی می باشد که موجب ایجاد ارتعاشات ناخواسته در پل و ساختمان های اطراف شده است. از طرفی به دلیل نزدیکی فرکانس ارتعاشی پل با ساختمان های اطراف شاید پدیده تشدید رخ دهد. در انتها راهکارهایی برای کاهش ارتعاش پل و جلوگیری از ایجاد تشدید احتمالی در ساختمان های اطراف ارائه شده است.کلید واژگان: پل, آزمایش بارگذاری, ارتعاش, تغییرمکان, کرنش, شتاب, تشدیدBridge performance and health monitoring can be obtained from numerical models, site load test or combination of both. Load test approach illustrates bridge behavior with minimum inaccuracy without taking into account the assumptions and simplified approaches of structure analysis. In this research, the structure of Qale Morqi bridge was investigated in order to identify the bridge performance and defects that cause vibration to be induced into surrounding buildings. Numerical models of bridge were made and bridge model was loaded according to bridge Design codes. Bridge was instrumented with more than a hundred sensors, and then loading was implemented in static and dynamic steps. It was observed that the bridge vibrates intensively and instead of bending pattern, the first mode shape was torsional. Due to proximity of bridge first mode with peripheral building first mode, resonance is probable. In conclusion, some strategies for decreasing bridge vibration or preventing resonance in peripheral building arepresented.Keywords: Bridge, load testing, Vibration, displacement, strain, acceleration, resonance
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.