کاربرد روش عددی و مدل شبه دوبعدی skm در براورد تنش برشی اطراف پایه استوانه ای همراه با صفحات مستغرق

بررسی توزیع تنش برشی به جهت برآورد ابعاد حفره آبشستگی در اطراف پایه های پل از اهمیت زیادی برخوردار است. ولی مروری بر پژوهش های انجام شده نشان می دهد که بررسی تنش برشی، اطراف پایه های حفاظت شده توسط روش های مختلف کنترل آبشستگی، از توجه کافی پژوهشگران برخوردار نبوده است. در این پژوهش یک مدل عددی سه بعدی برای مطالعه روند تغییرات تنش برشی پیرامون پایه پل همراه با صفحات مستغرق مورد استفاده قرار گرفته است. از طرفی به دلیل دشوار بودن محاسبه مقادیر تنش برشی در طبیعت، پژوهشگران روش هایی برای محاسبه غیرمستقیم این عامل ارائه نموده اند که یکی از این روش ها، استفاده از مدل شبه دوبعدی شینو و نایت (skm) می باشد. در این پژوهش الگوی توزیع تنش برشی اطراف پایه با وجود تعداد مختلفی از صفحات (6 و 4، 2)، با دو زاویه قرارگیری نسبت به جریان (20و 30 درجه) و در شدت جریان 0.95 (شدت جریان بحرانی)، با هر دو روش مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. نتایج هر دو مدل نشان می دهد که قرارگیری صفحات تاثیر به سزایی در کاهش سرعت جریان حین عبور از صفحات داشته و در نتیجه کاهش تنش برشی بستر در اطراف پایه را به دنبال دارد. همچنین بررسی تعداد و زاویه قرارگیری صفحات، نشان داد که تعداد 6 صفحه نسبت به 2 و 4 صفحه و همچنین زاویه 30 درجه نسبت به زاویه 20 درجه کارایی بهتری دارد به نحوی که تنش برشی را به میزان 12-15 درصد کاهش می دهد.

The Application of Numerical Method and SKM Quasi-Two-Dimensional Model to Estimate the Shear Stress around a Cylindrical Pier with Submerged Vanes

Investigation of the shear stress to estimate the scour hole around bridge piers is of utmost importance, but a review of the literature shows that the study of this factor, around protected piers by various methods of scour control has not been studied by the researchers. In this research, a three dimensional numerical model has been used to study the variation shear stress on the bridge pier with submerged vanes. However, due to difficulty of calculating the amount of shear stress in the wild, researchers provided indirect ways to calculate these parameters that one of these methods, is the use of quasitwodimensional model Shino and Knight (SKM In this study, the pattern of shear stress distribution around the base with a different number of vanes (2, 4 6), with the two angle of the flow (20 and 30 degree) and in flow intensity 0.95 (critical flow intensity), with both methods were studied and compared. Both model results show that vanes placement has a great effect on reducing velocity of the passing flow and thus decreasing the bed shear stress around the pier. Also analysis of the counts and placement angles showed that 6 vanes rather to 2 and 4 vanes and also angle of 30 degree rather to angle of 20 degree performs better in action, so that the shear stress reduces the amount of 1215 percent.