مدل سازی عددی تاثیر شکل پایه های پل بر روی تنش برشی بستر

پایه پل های بنا شده در عرض رودخانه ها، همواره مستعد پدیده های فرسایش و آبشستگی هستند. تنش برشی بستر یکی از عوامل اساسی در آبشستگی در اطراف پایه پل هاست که رابطه ای مستقیم میان آن ها وجود دارد. در تحقیق حاضر، ابتدا برای صحت سنجی مدل از نتایج آزمایشگاهی پایه پل استوانه ای شکل استفاده شد و در ادامه به مطالعه تاثیر شکل پایه های پل بر روی تنش برشی در کف بستر و سایر پارامترهای موثر با مدل سازی عددی و نرم افزار Flow-3D پرداخته شده است. شکل مقاطع پایه ها تغییر قابل توجهی در تنش برشی بیشینه را نشان داد. بیشترین تنش برشی در اطراف پایه استوانه ای رخ می دهد و مقطع عدسی شکل بهترین عملکرد در کاهش تنش برشی بستر را با کاهشی %26 داشته است. این عملکرد بر روی خطوط جریان در اطراف مقاطع و مشخصا نحوه تشکیل، طول و قدرت گردابه های برخاستگی و نعل اسبی تاثیرگذار بوده است. به گونه ای که جریان با سرعت 1/0- متر بر ثانیه در مقطع استوانه ای، طول 2/0 متری را در پشت پایه تحت تاثیر قرار داده است ولی در مقطع عدسی شکل کاهش 40% سرعت های منفی نسبت به استوانه ای را در پشت پایه مشاهده نشان می دهد. در مجموع، مقاطعی که دارای پیشانی در مقابل عبور جریان بودند، جریان پایین رونده قوی تری در پیشانی پایه را سبب شدند. در این مقاطع در بستر جریان به دلیل حضور گردابه های نعل اسبی، جریان به سمت بالادست حرکت می کند که موجب وقوع سرعت های منفی قوی تری در این ناحیه می شود.