پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 7 |
| تعداد شماره‌ها | 404 |
| تعداد مقالات | 5,423 |
| تعداد مشاهده مقاله | 5,529,896 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,024,394 |
شبیه‌سازی عددی سرعت جریان در اطراف پایه‌های پل تکی و دو قلو با چیدمان‌های مختلف با استفاده از مدل فلوئنت | ||
| نشریه مهندسی عمران امیرکبیر | ||
| مقاله 15، دوره 53، شماره 9، آذر 1400، صفحه 3883-3896 اصل مقاله (1.94 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/ceej.2020.18136.6777 | ||
| نویسندگان | ||
| زهرا بهروزی1؛ حسین حمیدی فر* 1؛ محمدعلی زمردیان2 | ||
| 1بخش مهندسی آب، دانشگاه شیراز | ||
| 2دانشگاه شیراز | ||
| چکیده | ||
| ساختار جریان در اطراف پایه پل بسیار پیچیده است. به دلیل شرایط خاص هندسی و سازهای برخی موارد ایجاب می‌نماید که پایه‌ها به صورت دوتایی با چیدمان‌های خاص کنار یکدیگر قرار گیرند که این امر منجر به پچیده تر شدن ساختار جریان اطراف پایه میشود. در این پژوهش، تغییرات سرعت جریان و انرژی جنبشی آشفته اطراف تکپایه و گروه پایه‌های پل دوتایی با مقطع دایره، در حالتی که پایه‌ها به سه صورت پشت سر هم، کنار هم و زاویه‌دار نسبت به جهت جریان قرار گرفته‌اند، با استفاده از نرم‌افزار فلوئنت شبیه‌سازی شده است. مولفه‌های سه‌بعدی سرعت، خطوط جریان و خطوط همتراز سرعت برای هر دو حالت تکپایه و دو پایه بررسی شده‌اند. با مقایسه مقادیر سرعت طولی بین داده‌های آزمایشگاهی و شبیه‌سازی شده در دو مقطع عرضی انتخابی، خطای میانگین برای مدل تکپایه برابر با 3/7 درصد و برای مدل دو پایه پشت سر هم برابر با 3/54 درصد به دست آمد. همچنین مقدار مولفه طولی سرعت در مدل دو پایه پشت سر هم، دو پایه کنار هم و مدل زاویه‌دار نسبت به تکپایه به ترتیب 2/34% و 9/27% کاهش و 8/87% افزایش داشته است. به طور کلی، به دلیل وقوع کمینه مقادیر سرعت و انرژی جنبشی آشفته، مناسب‌ترین حالت قرارگیری پایه‌ها در مسیر جریان به صورت کنار هم توصیه میشود. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| رودخانه؛ سرعت جریان؛ سیلاب؛ شبیه‌سازی عددی؛ فلوئنت؛ میدان جریان | ||
| موضوعات | ||
| آبشستگی؛ اندرکنش آب و سازه؛ سازه های هیدرولیکی؛ مهندسی رودخانه؛ هیدرولیک؛ هیدرولیک رسوب | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Numerical simulation of flow velocity around single and twin bridge piers with different arrangements using the Fluent model | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Zahra Behrouzi1؛ Hossein Hamidifar1؛ Mohammad Ali Zomorodian2 | ||
| 1Water Engineering Department, Shiraz University | ||
| 2Shiraz University | ||
| چکیده [English] | ||
| Flow structure around the bridge pier is a very complicated phenomenon. Due to the special geometric and structural conditions in some cases, it is required that the piers be placed in pairs next to each other with special arrangements, which leads to a more complex flow structure around the piers. In this study, the variations of the flow velocity and turbulent kinetic energy around single and twin bridge piers with a circular cross-section are simulated using the Fluent model. The twin piers are placed in three configurations, including tandem, side-by-side, and at inclined with the flow direction. The three-dimensional components of flow velocity, streamlines, and velocity contours have been investigated for both single and twin piers. By comparing the longitudinal velocity between measured and simulated conditions in two selected cross-sections, the average error for the single tandem piers was 7.3% and 3.54%, respectively. Also, the longitudinal velocity in the tandem, side-by-side and inclined piers has decreased by 2.34% and 9.27% and increased by 87.8%, respectively, compared to the single pier conditions. In general, due to the minimum values of turbulent velocity and kinetic energy, the side-by-side model is recommended as the most appropriate arrangement of the piers with respect to the flow direction. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Flow pattern, Velocity, Bridge pier, Simulation, Fluent | ||
| مراجع | ||
|
[1]A.R. Zarrati, M.R. Chamani, A. Shafaie, M. Latifi, Scour countermeasures for cylindrical piers using riprap and combination of collar and riprap, International Journal of Sediment Research, 25 (2010) 313–322.
[2]M.B. Mashahir, A.R. Zarrati, E. Mokallaf, Depth of Scour at Groups of Two Bridge Piers, in: Proc. 3rd Int. Conf. Scour Eros. (ICSE-3). Novemb. 1-3, 2006, Amsterdam, Netherlands, 2006: pp. 434–436.
[3]A. Parsaie, S. Dehdar-Behbahani, A.H. Haghiabi, Numerical modeling of cavitation on spillway’s flip bucket, Frontiers of Structural and Civil Engineering, 10 (2016) 438–444.
[4]S. Dehdar-Behbahani, A. Parsaie, Numerical modeling of flow pattern in dam spillway’s guide wall Case study: Balaroud dam, Iran, Alexandria Engineering Journal, 55 (2016) 467–473.
[5]A. Keshavarzi, C.K. Shrestha, M.R. Zahedani, J. Ball, H. Khabbaz, Experimental study of flow structure around two in-line bridge piers, Proceedings of the Institution of Civil Engineers - Water Management, 171 (2018) 311–327.
[6]M. Osrush, S.A. Hosseini, A.A. Kamanbedast, Evaluation and comparison of the slots and collars performance in reducing scouring around bridge abutments, Amirkabir Journal of Civil Engineering, (2019).
[7]A. Yazdani, K. Hoseini, H. Karami, Investigation of Scouring of Rectangular Abutment in a Compound Channel Under Unsteady Flow (Experimental Study), Amirkabir Journal of Civil Engineering, (2019).
[8]Z. Taheri, M. Ghomeshi, Experimental study of the effect of netted collar position on scour depth around of oblong-shappe bridge pier, Amirkabir Journal of Civil Engineering, 51 (2019) 81–82.
[9]T.M. Salaheldin, J. Imran, M.H. Chaudhry, Numerical Modeling of Three-Dimensional Flow Field Around Circular Piers, Journal of Hydraulic Engineering, 130 (2004) 91–100.
[10]M.H. Besharati, H. Hakimzadeh, 3d numerical investigation of flow pattern and bed shear stress around conical piers, Journal of Marine Engineering, 6 (2010) 63–70.
[11]M. Poorahmadi, H. Hakimzadeh, Investigation of flow pattern around cylindrical pier under steady flow using first and second order turbulence models, in: Proc. 5th Natl. Congr. Civ. Eng., Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran, 2010.
[12]A.K. Barbhuiya, S. Dey, Measurement of turbulent flow field at a vertical semicircular cylinder attached to the sidewall of a rectangular channel, Flow Measurement and Instrumentation, 15 (2004) 87–96.
[13]S.T. Naini, M. Fazli, Investigation of Effect of Bridge Pier Shape on Dynamic Forces, Journal of Civil and Surveying Engineering, 5 (2010) 741–751.
[14]S. Baranya, N.R.B. Olsen, T. Stoesser, T. Sturm, Three-dimensional rans modeling of flow around circular piers using nested grids, Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics, 6 (2012) 648–662.
[15]B. Ataie-Ashtiani, A. Aslani-Kordkandi, Flow field around single and tandem piers, Flow, Turbulence and Combustion, 90 (2013) 471–490.
[16]M. Hashemi, M.A. Zomorodian, M.M. Alishahi, Simulation of Turbulent Flow Around Tandem Piers, Iranian Journal of Science and Technology - Transactions of Civil Engineering, 43 (2019) 761–768.
[17]N. Kardan, N. Hassanpour, A.H. Hoseinzade-Dalir, Experimental and Numerical Investigation of Bed Erosion around Bridge Piers with Different Cross-Sections, Irrigation and Drainage Structures Engineering Research, 19 (2018) 19–36.
[18]D.A. Hooshmand, K. Esmaeili, D.A. Keshavarzi, A.R. Faridhoseni, Numerical Modeling of Flow around Bridge Piers in Meandering Channel, Journal of Water and Soil, 27 (2011) 973–984.
[19]T. Esmaeili, S. Kharaghani, A. Dehghani, 3d Numerical Study on Scouring Around Bridge Piers Under Unsteady Flow Condition, Journal of Water Science Research, 1 (2008) 19–28.
[20]W.-Y. Chang, J.-S. Lai, C.-L. Yen, Evolution of Scour Depth at Circular Bridge Piers, Journal of Hydraulic Engineering, 130 (2004) 905–913.
[21]R. Valizadeh, A. Arman, 3D Numerical Simulation of Shear Stress in Rectangular Compound Channel using Ansys Fluent Model, Irrigation and Drainage Structures Engineering Research, 20 (2019) 77–94. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 627 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,065 |
||