habib hakimzadeh
-
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز، سال پنجاه و سوم شماره 4 (پیاپی 113، زمستان 1402)، صص 112 -125در خطوط لوله انتقال نفتی، نیروهای وارده به لوله ها از پارامترهای مهم طراحی به شمار می روند. مقدار این نیروها بر حسب تغییر در نحوه قرارگیری لوله های مجاور نظیر فاصله بین لوله ها، نسبت ابعاد لوله ها و نیز آرایش قرارگیری آن ها تحت تاثیر قرار می گیرد؛ از این رو در پژوهش حاضر، بررسی تغییرات نیروهای هیدرودینامیکی برای حالات مختلف قرارگیری لوله ها تحت شرایط هیدرودینامیکی مختلف مورد توجه قرار گرفته است. در این راستا، نیروهای هیدرودینامیکی لحظه ای وارد بر خطوط لوله فراساحلی مرکب تحت جریان های دائمی محاسبه و مورد تحلیل قرار گرفته اند. کلیه شبیه سازی ها به صورت سه بعدی و در محیط نرم افزار ANSYS FLUENT16.0 انجام شده است. با تغییر سرعت جریان سیال و قطر سیلندر اصلی، تاثیر تغییرات عدد رینولدز بر ضرایب نیروهای هیدرودینامیکی لحظه ای وارد بر خطوط لوله مرکب مورد بررسی قرار گرفت. پس از بررسی های اولیه، مدل آشفتگی گردابه های بزرگ (LES) و سلول بندی منظم انتخاب گردید. در ادامه تاثیر فاصله نسبی سیلندر اصلی تا بستر (e/D)، فاصله نسبی دو سیلندر از یکدیگر (G/D) و قطر نسبی (d/D) مورد پژوهش قرار گرفت. نتایج نشان داد با افزایش سرعت، مقادیر میانگین زمانی ضرایب پسا (Drag coefficient) و برآ (Lift coefficient) لوله اصلی به ترتیب در حدود 15% و 30% کاهش می یابد. در مورد لوله فرعی این کاهش برای میانگین زمانی ضرایب پسا و برآ به ترتیب در حدود 13% و 25% است. اما با افزودن لوله فرعی سوار بر لوله اصلی، مقادیر میانگین زمانی ضرایب نیروهای هیدرودینامیکی وارد بر لوله اصلی کاهش چشمگیری پیدا می کند به گونه ای که این مقادیر در مورد ضریب برآ کاهشی حدود 40% را نشان می دهد که این امر سبب کاهش آسیب جدی به خط لوله اصلی می گردد. همچنین با افزایش فاصله نسبی بین لوله های اصلی و فرعی تا مقدار 2/0، مقدار متوسط زمانی ضریب برآ در مورد لوله اصلی ابتدا افزایش یافته و سپس به مقدار ثابت (تغییرات نامحسوس) رسید. با افزایش فاصله نسبی بین لوله ها نیز، مقادیر متوسط زمانی ضریب پسا برای لوله فرعی افزایش یافت. سرانجام مشاهده گردید که با افزایش قطر سیلندر اصلی سطح برخورد سیال به سیلندرها افزایش یافته که این امر موجب افزایش دامنه نوسانات ضرایب نیروهای هیدرودینامیکی گردید.کلید واژگان: خطوط لوله مرکب، نیروهای هیدرودینامیکی، شبیه سازی عددی، جریان آشفته، نرم افزار فلوئنتJournal of Civil and Environmental Engineering University of Tabriz, Volume:53 Issue: 4, 2024, PP 112 -125For the gas and oil pipelines in marine environment, the forces exerted on these structres are regarded to be of the important parameters in designing them. These pipelines are usually installed with twin arrangements as tandom or side by side. The diameters of the two pipelines may also be identical or different. Neverthless, a number of them may also be configured as piggyback, an special case of side by side arrangements when their diameters are not equal. The parameters around this special arrangement have already been studied both experimentally and numerically by a few number of researchers, namely, Zhao et al. (2007), Zang et al. (2012), Hakimzadeh and Mosahebi Mohammadi (2016), Kardan and Hakimzadeh (2018). However, for this research study, the momentary hydrodynamic forces acting on the piggyback pipelines due to steady currents have been investigated using numerical simulation. All simulations were performed in 3D using ANSYS FLUENT 16 software environment. First, the capability of the software for the current study was investigated. The number of cells and various turbulence models were considered to find the proper mesh size and model, respectively. Then, considering that for flows around a single pipe, the conventional turbulence models may not provide accurate results, therefore, by examining different cell types and turbulence models, an attempt was made to select the appropriate type that can provide more accurate results by spending a reasonable computational cost. Then, it was found that a structured cell formation together with LES turbulence model reproduced the flow patterns around the pipe with a reasonable accuracy when compared with the experimental data. For the numerical simulation results, first, the effects of the inlet flow velocity and main pipe diameter (i.e., the Reynolds number) variations on the coefficients of instantaneous hydrodynamic forces (i.e., drag and lift) exerted on piggyback pipelines were determined. Further, effects of the distance between pipes (G/D), the proximity to the bed (e/D) and the relative diameter (d/D) variations on the drag and lift coefficients were considered through computer simulations.Keywords: Piggyback Pipelines, Hydrodynamic forces, Numerical simulation, Turbulent flow, FLUENT software
-
جزر و مد به صورت مداوم باعث تغییر تراز آب در دریاهای آزاد می گردد و با توجه به استمرار و حاکمیت جریانهای ناشی از جزر و مد در محل خلیج ها، تنگه ها و خورها، لزوم بررسی پدیده های مرتبط با انتقال رسوب و آبشستگی در اطراف سازه های واقع در نواحی فوق بیش از پیش روشن می گردد. در این پژوهش با شبیه سازی عددی میدان جریان و انتقال رسوب، پدیده آبشستگی در زیر خطوط لوله ناشی از جریان های رفت و برگشتی مورد بررسی قرار گرفته و به ازای مقادیر سرعت حدی معادل آستانه حرکت دانه های رسوب، عمق و تعداد سیکل جزر و مد جهت رسیدن به تعادل، مشخصات پروفیل آبشستگی ترسیم شده است. نتایج به دست آمده حاکی از افزایش عمق و سطح گودال آبشستگی ناشی از جریان جزر و مدی به دلیل تغییرات متناوب جهت جریان نسبت به آبشستگی ناشی از جریان تنها بوده و شکل نهایی پروفیل آبشستگی متاثر از فرآیند گردابه فکنی است.
کلید واژگان: آبشستگی، جریان جزر و مدی، جریان یک سویه، خط لوله، شبیه سازی عددیTides continuously change the water level in seas, and due to the continuity and dominance of currents caused by tides in bays, straits and estuaries, it is necessary to investigate the phenomena related to sediment transport and scouring in the surroundings of the structures located in the above areas will be illuminated more than before. In this research, by numerical simulation of the flow field and sediment transport, the scouring phenomenon under the pipelines caused by bidirectional currents has been investigated, and according to the values of movement threshold speed, depth and number of tidal cycles to reach equilibrium, the characteristics of the scouring profile has been drawn. The obtained results indicate an increase in the depth and surface of the scour pit caused by the tidal current due to the alternating changes in the flow direction compared to the scour caused by the unidirectional current, and the vortex shedding process affects the final shape of the scour profile.
Keywords: Scour, Tidal currents, Unidirectional current, Pipeline, Numerical simulation -
اغلب مطالعات در مورد این نوع موج شکن ها بر روی بستر مسطح انجام گرفته است ولی در عمل ناهمواری های بستر به ویژه در نواحی ساحلی کم عمق می تواند عاملی تاثیرگذار در عملکرد این نوع سازه ها باشد. در پژوهش حاضر با استفاده از نرم افزار Flow-3D تاثیر هندسه های مختلف ناهمواری بستر بر عملکرد موج شکن های شناور موردبررسی قرارگرفته است. امواج تابیده شده به مدل از نوع نامنظم و طیف انرژی موج مربوطه جانسوآپ بوده است. ابتدا نتایج شبیه سازی عددی با داده های آزمایشگاهی در مورد بستر مسطح مقایسه شده و تطابق منطقی بین آنها حاصل گردید. ناهمواری های بستر در دو گروه موردبررسی قرار گرفتند. در گروه نخست ناهمواری های منفرد و در گروه دوم ناهمواری های پیوسته در نظر گرفته شد. جهت بررسی تاثیر هندسه های مختلف ناهمواری های منفرد در بستر، سه حالت معمول از این ناهمواری ها به صورت مستطیلی و ذوزنقه ای با یال به زاویه 70 درجه و سهمی در نظر گرفته شده و برای بررسی تاثیر ارتفاع ناهمواری بر عملکرد موج شکن شناور، این ناهمواری ها در ارتفاع های مختلف انتخاب و سپس ناهمواری های پیوسته نیز به دو شکل سینوسی و دیون با ابعاد مختلف شبیه سازی شدند. معلوم شد ناهمواری به شکل مستطیل از بین ناهمواری های منفرد تاثیر زیادی بر بهبود راندمان موج شکن شناور دارد و با افزایش ارتفاع آن، عملکرد موج شکن تا حدود 40 درصد بهبود می یابد در حالی که بهبود عملکرد موج شکن در اعمال ناهمواری مثلثی شکل حداکثر 30 درصد است. همچنین معلوم شد ناهمواری پیوسته سینوسی نسبت به تمام حالت های ناهمواری های منفرد با ارتفاع متناظر بهتر عمل می کند و می تواند تا حدود 20 درصد در بهبود عملکرد موج شکن موثر باشد. نتایج نشان داد از بین ناهمواری های پیوسته به شکل دیون، شکل ویژه ای از آنها تاثیر بیشتری بر بهبود عملکرد موج شکن شناور نسبت به سایر حالت ها دارد و علاوه بر ارتفاع دیون، طول آن نیز در بهبود عملکرد موج شکن شناور موثر است.کلید واژگان: موج شکن شناور، ناهمواری بستر، شبیه سازی عددی، نرم افزار Flow3DMarine Technology, Volume:9 Issue: 2, 2022, PP 89 -103Floating breakwaters have widely been used in the past and at the present. These types of structures have some important advantages in comparison with the rubble mound breakwaters, particularly in relation to the environmental issues. In the past, most of the studies for these kinds of breakwaters have been focused on flat beds, however, in practice, uneven bed topographies, especially in shallow coastal areas, can be an effective factor in performance of these structures. For the current study, the effect of various geometries of bed forms on performance of floating breakwaters was investigated using Flow-3D software. The incident waves to the model were irregular types and the wave energy spectrum was JONSWAP. The uneven bed forms were investigated in two categories. For the first group, singular uneven bed forms were considered whereas for the second category continuous uneven forms were considered.First, to investigate the effect of different geometries of single bed forms, three common modes of these bed forms as rectangular, trapezoidal with an angle of 70 degrees and a parabolic have been considered. Also, in order to investigate the effect of bed form height on floating breakwater performance, these uneven forms have been studied at different heights. The continuous bed forms were then simulated in two forms of sinusoidal and dunes with different dimensions. Based on the results of this research, it was found that the rectangular uneven bed form of the singular forms had a great influence on improvement of efficiency of the floating breakwater and with increasing its height the performance of breakwater increased. It was also found that the continuous bed form performed better than the all singular uneven forms modes With corresponding height. Finally, the numerical results showed that among the continuous uneven forms of dune shapes,Keywords: Floating Breakwaters, Uneven Bed Form, numerical simulation, Flow3-D Software
-
پل ها یکی از مهم ترین سازه های هیدرولیکی ارتباطی به شمار می روند. برخورد جریان به پایه پل ها فرسایش اطراف پایه و آسیب دیدگی آن را به دنبال دارد. ازاین رو یکی از مباحث مهم در زمینه ایمنی پل ها، کنترل فرسایش بستر اطراف پایه ها است. تاکنون مدل های فیزیکی مختلفی در آزمایشگاه برای بررسی رفتار جریان و فرسایش بستر پیرامون آن ساخته شده اند که صرف نظر از هزینه و زمان بر بودن آزمایش ها، مشکلات ناشی از تغییرات مقیاس را نیز به همراه داشته اند. امروزه با استفاده از کدهای دینامیک سیالات محاسباتی کارآمدتر، رفتار هیدرودینامیکی سیالات به طور گسترده تری بررسی می شود. در این تحقیق برای این منظور از نرم افزار Flow3D استفاده شده است. این پژوهش به شبیه سازی جریان اطراف مدل پایه های پل مختلف پرداخته و الگوی جریان و فرسایش بستر را بررسی می نماید. با توجه به حساسیت مدل های عددی به تعداد سلول های شبکه در میدان محاسباتی، صحت سنجی تعداد مختلف شبکه، با مقایسه نیمرخ های سرعت انجام یافته است. سه مدل آشفتگی مختلف نیز مورد بررسی قرار گرفته و پس از بررسی نیمرخ های سطح آزاد آب، الگوی جریان اطراف پایه و عدد استروهال، شبیه سازی جریان با مدل آشفتگی LESانجام گردیده است. تعداد 15 مدل نیز برای ارزیابی دو پارامتر مهم عامل آب شستگی، جدایش جریان و جریان رو به پایین، انتخاب شده اند. ابزارهای انتخابی در این راستا، سکو، مقطع هندسی پایه و شکاف می باشند. نتایج نشان داد در اغلب موارد استفاده از یک ابزار کنترل آب شستگی بهتر از ترکیب ابزارهای مختلف عمل می کند با به کارگیری شکل عدسی به عنوان مقطع هندسی پایه، عمق آب شستگی تا 58 درصد کاهش و با مدل ترکیبی مقطع مستطیلی گردگوشه، سکو و شکاف بیشینه عمق فرسایش یافته تا 50 درصد کاهش نشان داد. نتایج به دست آمده بیانگر آن است که کنترل جدایش جریان و پدیده شکست گردابه به مراتب بیش از کنترل جریان رو به پایین در کاهش فرسایش بستر موثر است.کلید واژگان: شبیه سازی عددی، رهایی متناوب گردابه ها، نرم افزار Flow3D، مدل آشفتگی، آب شستگی، پایه پلBridges are known as one of the most important communicational hydraulic structures. This is particularly so important in bridge piers exposed to river currents.The flow contact with bridge piers causes erosion around them and would result in damage. Therefore, controlling the erosion around the piers is one of the most important objects in the bridge safety. Many different experimental models have been prepared so far to investigate the flow pattern and local scour around this structure. Regardless of the cost and time of the experiments, problems resulting from changes in scale are also available. Nowadays, the Hydrodynamic behavior of the fluid is more extensively investigated by using the more efficient codes of computational fluid dynamic (CFD). The Flow3D software is used for this regard. This study focuses on the simulation of flow around the different bridge piers and studied the flow pattern and bed erosion around them. In this regard, the assumption of incompressible fluid is used and the sharp free surface is modeled by Volume of Fluid (VOF). Considering the sensitivity of numerical models to the number of cells in the computational domain, verifying the number of cells has been done by comparing the velocity profiles. Three different turbulence models also are investigated, and the free surface profiles, flow pattern around the pier and the Strouhal number are compared. Finally, the flow simulation is done by LES turbulence model. For investigation the two key factors causing local scouring, flow separation and downward flow in upstream of the pier, th1 10 models is selected. The countermeasures that considered in this regard include berm, cross-section and middle slot. The results show that the effect of flow separation control in reducing the bed erosion is much more than controlling the downward flow. Also the results revealed that in most cases using one countermeasure may be acts more better than situations different countermeasures was applied. In using lenticular cross-section, the scouring depth weas decreased up to 58% and with using the combined round-nosed rectangular cross-section, berm, and slot, the scouring depth showed decreasing up to 50%. Also, it was concluded that controlling the flow separation from the pier in boundary layer and the vortex shedding affect the bed erosion much more than the downward flow in pier upstream.Keywords: Numerical simulation, Vortex Shedding, FLOW3D software, Turbulence model, scour, bridge pier
-
This paper examines the variation of wave characteristics and net Longshore Sediment Transport (LST) rates along the Ramin Harbor, southeast coast of Iran. Potential LST rates were determined based on three empirical relationships, namely, CERC, Kamphuis and Komar and using transformed hindcast offshore waves from 1985 to 2006. Detailed analysis of 22-year deep water wave information for the region indicates considerable seasonal variations for the wave conditions, with high energy monsoon waves being generated in Indian Ocean and Arabian Sea from southern direction during monsoon season. Moreover, the long period swell waves originated from Indian Ocean usually approach the coast from southeast to south. Further, the variable sea waves characterized by shorter-period, normally spreading from west to southwest, are superimposed on the basis swell during non-monsoon season. In order to assess the reliability and accuracy of the predicted magnitudes for LST rates, the achieved results were compared with the field data, with the Kamphuis equation being found to give acceptable estimation for the potential LST rate. Finally, through morphological analyze of the adjacent shorelines and coastal region, a reasonable agreement was established for the LST direction.Keywords: Longshore Sediment Transport, Wave Climate, Seasonal variations, Ramin Harbor, Monsoon Season, Kamphuis Formula
-
یکی از مسائل مهم و تاثیر گذار در طراحی موج شکن شناور، شکل هندسی آن است. بررسی عددی تاثیر هندسه موج شکن بر ضریب عبور موج در نرم افزار Flow3D برای پریودهای موج در بازه 63/0 تا 26/1 ثانیه، موضوع مقاله حاضر است که عمدتا این هندسه ها مبتنی بر ذوزنقه و ایجاد انحناء در مقاطع مختلف هستند.
در ابتدا صحت سنجی نتایج عددی مدل مبنا با مدل آزمایشگاهی انجام گرفته و سپس هفت هندسه متفاوت در دو گروه مختلف طراحی شدند. در گروه نخست، عمق آبخور ثابت فرض شده و جهت تامین این آبخور، مقاطع هندسی پیشنهادی با جرم و چگالی های متفاوت مورد بررسی قرار گرفتند. در مورد گروه دوم سطح مقطع، جرم و به تبع آنها چگالی هندسه ها ثابت فرض شده و نمونه های پیشنهادی در آبخورهای متفاوت مورد ارزیابی قرارگرفتند. سرانجام در محدوده پریودهای ذکر شده، هندسه ایی با بهترین کارایی و هزینه کمتر برای پروژه های مرتبط پیشنهاد شده است.کلید واژگان: موج شکن شناور، ضریب عبور موج، شبیه سازی عددی، شکل هندسیOne of the major and effectual issues in designing of floating breakwater is its geometry. In this study, effect of geometry of floating breakwater on wave transmission coefficient for the periods ranging from 0.63 to 1.26(s) will be discussed using Flow_3D software, which is mainly based on trapezoidal geometry and curvature in various sections.
First, the numerical results of the base model were verified against the experimental model and then seven various geometries are designed in two groups. For the first group, the draft was assumed to be constant and to provide this particular draft, different geometrical sections were examined, using various masses and densities. In the second group, the cross-sectional area, mass and hence density were assumed to be constant and the proposed models were evaluated at different drafts. Finally, within the range of periods stated, the geometry having the best performance and economical is suggested for the related projects.Keywords: Floating breakwaters, Wave transmission coefficient, Numerical simulation, Geometric shape -
خطوط لوله انتقال نفت و گاز یکی از مهم ترین سازه های فراساحلی به شمار می روند. در پژوهش حاضر جریان آشفته پیرامون خطوط لوله انتقال مرکب تحت جریان های دائمی به صورت عددی و با استفاده از نرم افزار فلوئنت مورد بررسی قرار گرفته است. شبیه سازی عددی برای سرعت های مختلف جریان، قطرهای نسبی 2/0 تا 7/0 و فواصل نسبی صفر تا AWT IMAGE انجام شده و ضرایب دراگ و لیفت وارد بر خطوط لوله اصلی و فرعی ارائه شده است. نتایج عددی نشان می دهد افزایش سرعت جریان موجب افزایش ضریب دراگ وارد بر خط لوله اصلی و فرعی می گردد. تغییرات سرعت جریان در فواصل نسبی زیاد، بر مقدار ضریب لیفت خط لوله اصلی بی اثر بوده لیکن کاهش فاصله نسبی موجب افزایش ضریب لیفت خط لوله اصلی و فرعی می گردد. همچنین کاهش فاصله نسبی خطوط لوله موجب افزایش ضریب دراگ وارد بر دو خط لوله اصلی و فرعی شده، اما اثر فاصله نسبی بر تغییرات ضریب دراگ خط لوله فرعی کم می باشد.کلید واژگان: خطوط لوله مرکب، نیروهای هیدرودینامیکی، شبیه سازی عددی، نرم افزار فلوئنتThe oil and gas pipelines are among the most important offshore structures. In this study, the turbulent flow past piggyback pipelines and vortex shedding are numerically simulated under steady currents. Numerical simulation has been conducted for different values of the flow velocities, diameter ratios, and gap ratios; in order to investigate how the hydrodynamic forces of the small and large cylinders are affected. Evaluation of the numerical model revealed that the drag coefficient of small and large cylinder is increased as the flow velocity increase. For the large values of gap ratios, increasing of the flow velocity has less effect on the magnitude of the RMS lift force of the large cylinder whereas the RMS lift force of the large and small cylinders considerably increased by decreasing the gap ratio.Keywords: Piggyback Pipelin, Hydrodynamic forces, Numerical simulation, Fluent CFD solver
-
Submerged breakwaters are a special type of breakwater associated with low wave reflection. They can also save large quantities of engineering resources from the view of economics. Although there have been previous investigations on the interaction between waves and rubble mound low-crested breakwaters, performance of impermeable submerged breakwater is somehow different from rubble mound structures. Thus, the accurate estimation of reflection and transmission coefficients is essential in designing of this kind of structures in near shore zone. In this paper, performance of impermeable trapezoidal submerged breakwater was investigated experimentally using regular waves. In the experimental plan, for three submergence depths of breakwaters different wave groups were used to measure transmission and reflection coefficients. Based on the test results, empirical expressions were formulated to describe the transmission and reflection coefficients for solid submerged breakwater under regular group waves.Keywords: Wave transmission, Wave reflection, submerged breakwater, impermeable, regular group waves
-
In this paper, applications of a numerical model on simulation of two and three-dimensional flows are presented. This model solves Navier-Stokes equations using finite volume method and large eddy simulation (LES) in a collocated mesh. Artificial compressibility method with dual time stepping is used to solve the time dependent equations. Also a modified m omentum i nterpolation method (MIM) based on the unsteady flows is deployed to overcome the non-physical pressure oscillation. Capability of the presented numerical code for flow simulation, is assessed by application for twodimensional square and three-dimensional lid-driven cavity flows. Numerical results of cavity flow presents very good agreement with the numerical and experimental data of other existent researches.Keywords: Articial compressibility, Collocated mesh, MIM, LES, Lid, driven cavity
-
Breaking waves have ability to transport large quantities of sediment and significant impact on coastal structures morphology. Hence, modeling of wave breaking is an important subject in coastal and marine engineering. In this research, the periodic wave breaking process on a plane slope is studied experimentally and numerically. Laboratory experiments were conducted to record water surface elevation and the wave breaking process. For the current study, a space-averaged NavierStokes approach together with laboratory experiments has been deployed to investigate time-dependent wave breaking processes. The developed model is based on the Smoothed Particle Hydrodynamic (SPH) method; a pure Lagrangian approach; capable of handling large deformations at free surface with high accuracy. So, a Weakly Compressible version of the Smoothed Particle Hydrodynamics (WCSPH) method together with a large eddy simulation (LES) approach was used to simulate the wave breaking on a plane slope. The results of numerical simulations were compared both qualitative and quantitative with those of laboratory experiments. Overall, good agreement was found between them. Finally, it is shown that the WCSPH method provides a useful tool to investigate surf zone dynamics.Keywords: Experimental Model, Numerical Simulation, weakly compressible smoothed particle hydrodynamics, Wave breaking, large eddy simulation model
-
در این مقاله الگوی جریان اطراف دو لوله با آرایش سوار بر هم به ازای فواصل، نسبت قطرها و اعداد رینولدز متفاوت به صورت تجربی در حالت جریان دایمی مورد بررسی قرار گرفته است. تعدادی آزمایش شامل 6 آزمایش ارزیابی و 50 آزمایش اصلی در کانال آزمایشگاهی به طول 10متر، عرض 3/0متر و عمق 5/0متر و با استفاده از میله تفلون PTFE با قطرهای مختلف انجام گردیده است. جهت آشکارسازی جدایش جریان از ذرات پلی استایرن با چگالی 05/1 گرم بر سانتی مترمکعب استفاده شده و از تمامی مراحل با دوربین دیجیتالی سرعت بالا فیلم برداری شده است. نتایج نشان داد که با افزودن لوله فرعی چسبیده به لوله اصلی، شکل متقارن جدایش در پایین دست لوله منفرد از بین رفته و طول ناحیه جدایی تا حد 60% کاهش می یابد. همچنین با افزایش فاصله نسبی تا یک حد معین، طول ناحیه جدایش برای لوله اصلی افزایش و برای لوله فرعی کاهش می یابد، ولی پس از گذر از حد مذکور، الگوی جدایش در ناحیه دنباله به حالت متقارن درآمده و تاثیر دو لوله بر یکدیگر کمرنگ می شود.کلید واژگان: خطوط لوله سوار بر هم، جدایش جریان، عدد رینولدز، مدل آزمایشگاهیIn this paper, flow separations at downstream of piggyback pipelines due to the steady current have experimentally been investigated for various Reynolds numbers, gap ratios and relative diameters of the two pipes. A number of experiments including 6 verification tests and 50 main tests were conducted in a channel with length of 10m, width of 0.3m and 0.5m depth using Teflon rods (PTFE) with different diameters. To visualize the separation pattern, the polystyrene particles with a density of 1.05gr/cm3 have been used and the whole processes of tests have been recorded using a digital camera. The experimental results have shown that with adding the secondary pipe stuck to the main pipe, the symmetrical separation pattern vanished and its length reduced up to 60%. Also, it was observed that with increasing the gap ratio to a certain extent, the separation lengths increased and decreased gradually for the main and secondary pipes, respectively. However, further increase in the gap ratio showed that the two pipes behaved separately and the separation or recirculation patterns became symmetrical and their effect to each other became negligible.Keywords: Flow Separation, Offshore Pipelines, Experimental Model, Numerical Simulation, Finite Volume Method
-
در این مقاله به منظور کاهش آبشستگی در اطراف خطوط لوله فراساحلی، تعدادی آزمایش تجربی جهت بررسی تاثیر اضافه شدن یک تیغه ی طولی نفوذ ناپذیر به زیر لوله انجام شده است. مدلهای فیزیکی این مطالعه شامل سه لوله با قطر های متفاوت می باشند. هر کدام از لوله ها با شش عرض نسبی مختلف تیغه آزمایش شده اند. هدف از انجام این تحقیق، کاهش دادن گرادیان هیدرولیکی زیر لوله بوده است تا حدی که مقدار آن از گرادیان هیدرولیکی بحرانی فاصله گرفته و از اینرو وقوع آبشستگی را به تاخیر انداخته یا به کلی از آن جلوگیری کند. همچنین تعدادی شبیه سازی عددی با استفاده از نرم افزار Flow 3D انجام پذیرفت که در آن شرایط مرزی یکسانی با مدلهای فیزیکی بکار برده شد. در هر دو بررسی تجربی و عددی ابتدا نمونه ی شاهد که همان لوله بدون حفاظ است مورد آزمایش قرار گرفته است. سپس تیغه ای در عرض های نسبی متفاوت 0.05 ، 0.10 ، 0.15 ، 0.20 ، 0.25 و 0.50 به لوله اضافه شده و عملکرد آن در مقابل آبشستگی مورد آزمایش و تحلیل قرار گرفته است. نتایج حاصله از مدل فیزیکی و شبیه سازی عددی همخوانی مناسبی با یکدیگر داشتند و نشان دهنده کاهش چشمگیر آبشستگی در زیر لوله بعد از یک عرض نسبی مشخص تیغه مورد استفاده بوده است.کلید واژگان: خطوط لوله فراساحلی، آبشستگی، تیغه طولی، مدل فیزیکی، مدل عددیA number of experiments have been carried out in the current paper to investigate the effect of adding a longitudinal impermeable blade beneath the offshore pipelines on decreasing the scour around them. The main aim of this study was to reduce the hydraulics gradient beneath the pipe so that its magnitude recedes from the critical hydraulics gradient and therefore delays the onset of scour phenomenon or stops its process at all. Three pipes of different diameters were selected for the physical models of this study. Each pipe was tested using six blades with different relative widths. Also, a series of numerical simulations have been done using Flow3D software in which the similar boundary conditions as used for the physical models were applied. In both experimental and numerical investigations the reference sample that was an unprotected pipeline was first tested. Then blades with different relative widths (e.g, 0.05, 0.10, 0.15, 0.20, 0.25, 0.50) were added to the beneath of the pipeline and their performances were tested and analyzed against scour. The experimental and numerical results were in good agreement and they indicate a remarkable reduction in scour depth when a blade with the distinctive relative width was sticked to the pipeline.Keywords: Offshore Pipelines, Scour, Longitudinal blade, Experimental model, Numerical model
-
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز، سال چهل و پنجم شماره 1 (پیاپی 78، بهار 1394)، صص 1 -13وجود خطوط لوله در محیط بستر دریا سبب تغییر الگوی جریان در مجاورت آن ها شده و نیز موجب به وجود آمدن گردابه هایی در قسمت های جلو و پشت لوله گردیده که همراه با افزایش شدت آشفتگی است. این تغییرات می توانند منجر به خستگی سازه و یا آبشستگی در اطراف آن گردند و نهایتا پایداری سازه را تهدید نمایند. در این مقاله، به منظور بررسی کنش لوله روی جریان، تغییرات به وجود آمده در الگوی جریان اطراف خطوط لوله فراساحلی نیمه مدفون به صورت آزمایشگاهی و عددی در حالت جریان دائمی مورد بررسی قرار گرفته اند. جهت مدل سازی تجربی، آزمایش هایی در آزمایشگاه تحقیقاتی هیدرولیک انجام شده است. آزمایش ها در یک کانال آزمایشگاهی و با استفاده از یک لوله PVC برای نسبت های متفاوت عمق دفن شدگی به قطر لوله انجام گرفته است. جهت مشاهده الگوی جریان از ذرات پلی استایرن استفاده شده و نیز به منظور کمک به درک فیزیکی پدیده از کلیه مراحل انجام آزمایش ها به وسیله دوربین دیجیتال، فیلم برداری شده است. در بخش شبیه سازی عددی نیز از روش حجم محدود استفاده شده و میدان جریان با استفاده از نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی FLUENT تحلیل شده است. ایجاد هندسه و شبکه بندی مدل نیز به وسیله پیش پردازنده GAMBIT صورت گرفته است. سرانجام نتایج عددی به دست آمده با نتایج تجربی این پژوهش و سایر پژوهشگران مقایسه شده اند که تطابق نسبتا خوبی حاصل شده است. نتایج تجربی و عددی نشان دادند که با افزایش نسبت عمق دفن شدگی به قطر لوله، مقادیر طول نواحی جدایی در بالادست و پایین دست خطوط لوله در حالت منفرد و تاندوم کاهش می یابد. همچنین با افزایش عمق دفن شدگی، از مقدار سرعت های بیشینه مثبت در بالای خط لوله و نیز از سرعت های بیشینه منفی در محل تشکیل گردابه ها کاسته می شود که نتیجه امر کاهش تنش برشی بستر را در پی خواهد داشت. بنابر این می توان پیش بینی نمود که با افزایش عمق دفن شدگی مشکلات ناشی از فرسایش و آبشستگی کاهش خواهند یافت.
کلید واژگان: الگوی جریان، خطوط لوله فراساحلی، شرایط تاندوم، مدل آزمایشگاهی، شبیه سازی عددی، روش حجم محدودJournal of Civil and Environmental Engineering University of Tabriz, Volume:45 Issue: 1, 2015, PP 1 -131.Introductionhe ever-increasing need to fossilized fuel has caused a rapid development in offshore industries. One of the most important offshore structures that have extensively been used for transporting oil and gas products is pipeline. On the other hand, fatigue of these structures mainly causes huge evil economic and environmental consequences. The pipelines lying at sea bed normally cause variations in flow pattern around them and also create eddies in the front- and backward of pipeline which is along with an increasing in turbulence intensity 1]. These variations can lead to the fatigue in structure or scour around it and eventually threaten structural stability [2]. In this paper, in order to consider the action of pipe on flow, the caused variations on flow pattern around the semi-buried offshore pipelines due to steady current have experimentally and numerically been investigated.2.Methodology2.1. Experimental studyGenerally, the main aim of doing the laboratory tests was to find out the separation lengths at the upstream and downstream of the pipelines in tandem positions for different burial depth-diameter ratios (i.e., G/D). The experiments have been conducted in the Hydraulic Research Laboratory. For the experimental section, a number of tests have been carried out in a flume with 10 meters length, 0.3 meters width and 0.5 meters depth using P.V.C pipes with 6.35 centimeters in diameter at steady state flow condition and for different burial depth-diameter ratios (i.e., G/D) and for the single and double pipelines. To visualize the flow patterns, the polystyrene particles with 1.05 gr/cm3 in density have been used (Fig. 1). In order to help to physical understanding of the phenomenon, the whole processes of tests have been recorded using a digital camera.2.2. Numerical modeling For the numerical modeling, the flow field has been analyzed using a computational fluid dynamics software, called FLUENT. For this software, the governing equations have been discretized using the finite volume method. The algebraic equations have then been solved using simple pressure-velocity coupling method. For the turbulence model, the two-equations k-ε RNG model has been deployed to calculate the Reynolds stresses. Geometry and mesh generation processes have also been done using a preprocessor software, called GAMBIT. The used discritized methods and under relaxation coefficients are shown in Tables 1 and 2, respectively.3.Results And DiscussionThe numerical model results were first verified against the experimental and numerical model results of the other researches and it was found that the simulation model results of the current study were in good agreements with the experimental data of the other researchers. Then, the results of numerical models were compared with the test data of the current study and some relatively good agreements were achieved (Table 3). In this regard, it was found that the maximum discrepancy between the experimental and numerical model results for the reattachment length was generally less than 17% and only in two cases for single pipeline it increased up to 25%.4.ConclusionsThe main results of this research study may be summarized as: 1. Three separation zones (one at upstream and two at downstream) around a single pipeline were generally observed.Keywords: Flow pattern, Offshore pipelines, Experimental model, Numerical simulation, Finite volume method -
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز، سال چهل و چهارم شماره 4 (پیاپی 77، زمستان 1393)، صص 39 -50آبشستگی پدیده ای است که در اثر اندرکنش آب و خاک در مجاورت سازه های هیدرولیکی به وجود آمده و منجر به تخریب آن ها می گردد. لذا روش های مختلفی برای کنترل این پدیده پیشنهاد شده است. استفاده از شکاف در پایه پل ها، یکی از روش های نوین در کنترل آبشستگی موضعی می باشد. در پژوهش حاضر، شبیه سازی عددی سه بعدی میدان جریان اطراف پایه های پل با مقاطع دایره ای، مستطیلی با دماغه نیم دایره ای، بیضی و عدسی، در حالت بدون شکاف و شکاف دار، به کمک نرم افزار فلوئنت انجام شده است. عرض شکاف ها 25/0 قطر (عرض) پایه و طول آن ها دو برابر عرض انتخاب شده اند. در تمامی حالات شکاف در مجاورت بستر قرار دارد. به منظور تعین میزان تاثیر مقطع هندسی پایه ها و ترکیب آن ها با شکاف، گستردگی ناحیه تنش های برشی آغاز کننده آبشستگی موضعی پیرامون پایه ها و نیز بیشینه مقدار آن ها مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که پایه با مقطع هندسی عدسی، با کاهش 43 درصدی تنش برشی بحرانی نسبت به پایه دایره ای ساده، موثرترین شکل پایه به شمار می رود. همچنین نقش حفاظتی شکاف در پایه مستطیلی با دماغه نیم دایره ای بیشتر می باشد؛ لیکن در مدل های ترکیبی مقطع هندسی پایه و شکاف، ترکیب مقطع عدسی با شکاف مستطیلی مجاور بستر، موثرترین مقطع در کاهش تنش های برشی بحرانی و به طبع آن کاهش عمق آبشستگی معرفی می گرددJournal of Civil and Environmental Engineering University of Tabriz, Volume:44 Issue: 4, 2015, PP 39 -50When a structure is placed on an erodible bed, it causes an increase in local sediment transport capacity and consequently this leads to scour in the vicinity of the structure. This is referred to as local scour in the literature. Local scour has been identified as one of the key factors that cause failure of structures in the bridges, jetties and offshore platforms. The complexities of bridge scour mechanism have caused the scour to be one of the most active topics in civil engineering researches. Numerous studies have been reported on local scour around bridge piers in steady currents in the last decades. A majority of these studies deal with laboratory model studies. A brief literature review can reveal the importance of this subject. Several methods have been proposed by researchers to control the scour around the bridge piers. These methods can be divided into two main categories: the first one is the armoring method or increasing the resistance of the bed material around the pier as rip rap, and the second one is altering of the flow pattern around the pier.
-
در پژوهش حاضر جریان در ناحیه دنباله پایه های پل با مقطع دایره ای به صورت عددی تحلیل گردیده است. برای شبیه سازی عددی از نرم افزار فلوئنت استفاده و نتایج به دست آمده با نتایج تجربی و عددی سایر پژوهشگران صحت سنجی شد. برای بررسی درستی نتایج عددی خطوط جریان پیرامون پایه، عدد استروهال و ضریب دراگ به دست آمده با مقادیر تجربی و عددی موجود مقایسه گردیدند. برای اعمال اثر آشفتگی جریان، سه مدل ویسکوزیته گردابی، تنش رینولدز و مدل شبیه سازی گردابه های بزرگ استفاده و منحنی سرعت جریان قبل از پایه، ناحیه دنباله جریان، زاویه جدایش جریان، نحوه انتشار و استهلاک گردابه ها در ناحیه پایین دست پایه های استوانه ای و نیز توزیع تنش های برشی بحرانی پیرامون پایه برای سه مدل فوق بررسی گردید. بررسی نتایج عددی نشان داد مدل تنش رینولدز در شبیه سازی و مدل نمودن آشفتگی های جریان از دقت بالایی برخوردار است.کلید واژگان: پایه پل، شبیه سازی عددی، مدل آشفتگی، گردابه های برخاستی، تنش برشیIn present study, the near-wake flow around the bridge piers of a circular section has been numerically analyzed. Numerical simulation was carried out using Fluent, and the numerical results were verified by the different researcher's experimental and numerical data. In order to consider the accuracy of numerical results, the flow pattern around the pier, the Strouhal number and the drag coefficient, obtained with Fluent, have been compared with available numerical and experimental data. Also, three turbulent models, k-ε , RSM, and LES, were used to apply the flow turbulence effects and the hydrodynamic parameters, the near-wake flow, the flow separation angle, shedding of the vortices at downstream of the cylindrical piers, and the distribution of the bed shear stress around the pier, have been investigated for three turbulent models. The numerical results show that RSM turbulent model is an accurate model for simulating and modeling the turbulence effects of these kinds of the flows.Keywords: Bridge piers, Numerical Simulation, Turbulence model, Vortices shedding, Shear stress
-
In this paper a space-averaged NavierStokes approach was deployed to simulate the wave propagation over coastal structures. The developed model is based on the smoothed particle hydrodynamic (SPH) method which is a pure Lagrangian approach and can handle large deformations of the free surface with high accuracy. In this study, the large eddy simulation (LES) turbulent model was coupled with the weakly compressible version of the smoothed particle hydrodynamics (WCSPH) method to simulate the wave propagation over coastal structures. The WCSPH model was employed to simulate the periodic wave propagation over impermeable trapezoidal sea wall and submerged breakwater. The numerical model results were validated against the experimental and numerical data found in the literatures and some relatively good agreements were observed. Afterwards, solitary wave propagation over impermeable trapezoidal sea wall on a sloped bed was carried out and the results of numerical simulations were compared both qualitatively and quantitatively with experimental data of Hsiao and Lin (2010). The results of this study show that WCSPH method provides a useful tool to investigate the wave propagation over coastal structures.Keywords: Sea wall, Submerged breakwater, Wave propagation, WCSPH Method, LES Model
-
در این مقاله به منظور کمک به درک بهتر اندرکنش لوله- جریان، تغییرات به وجود آمده در جدایش جریان اطراف خطوط لوله فراساحلی به ازای نسبت های متفاوت فاصله کارگذاری به قطر لوله به صورت آزمایشگاهی و عددی در حالت جریان دایمی مورد بررسی قرار گرفته است. جهت مدلسازی آزمایشگاهی، آزمایش هایی در آزمایشگاه تحقیقاتی هیدرولیک ترتیب داده شد. آزمایش ها در کانال آزمایشگاهی به طول 10متر، عرض 3/0متر و عمق 5/0متر و با استفاده از لوله PVC به قطر 35/6 سانتی متر (به ازای نسبت های متفاوت فاصله کارگذاری به قطر لوله) انجام گرفته است. جهت مشاهده جدایی جریان از ذرات پلی استایرن که دارای چگالی 05/1 گرم بر سانتی متر مکعب بوده، استفاده شده است. همچنین به منظور کمک به درک هر چه بهتر پدیده از کلیه مراحل انجام آزمایش ها به وسیله دوربین دیجیتالی فیلمبرداری صورت گرفته است. در بخش شبیه سازی عددی نیز میدان جریان با استفاده از نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی «FLUENT» تحلیل شده است. سرانجام نتایج عددی به دست آمده با نتایج تجربی این پژوهش مقایسه شده و تطابق خوبی حاصل شده است. نتایج نشان داد که با افزایش فاصله بین دو لوله، طول ناحیه جدایی در پایین دست لوله دوم کاهش می یابد ولی پس از فاصله معینی دو لوله بطور مستقل از هم عمل می کنند.
کلید واژگان: جدایش جریان، خطوط لوله فراساحلی، مدل آزمایشگاهی، شبیه سازی عددی، روش حجم محدودIn this paper, in order to understand the flow-pipe interaction more clearly, the variations on flow separation around offshore pipelines with different ratios of fitting distances due to the steady current have experimentally and numerically been investigated. For the experimental modeling, a number of experiments have been conducted in the Hydraulic Research Laboratory. The experiments have been carried out in a flume with 10 meters length, 0. 3 meters width and 0. 5 meters depth using P. V. C pipe with 6. 35 centimeters in diameter (for different distances to diameter ratios of fitting). To visualize the flow separation, the polystyrene particles having 1. 05gr/cm3 in density were used. Also, in order to understand the phenomenon as well as possible, the whole processes of tests have been recorded using a digital camera. For the numerical simulation section, the flow fields have been analyzed using a computational fluid dynamics software «FLUENT». Finally, the results of numerical and experimental models were compared with one to another and good agreements were achieved between them. The results showed that with increasing the fitting distance between pipes, the separation length at downstream of the second pipe was gradually decreased, however, after a given distance the two pipes behaved separately.
Keywords: Flow Separation, Offshore Pipelines, Experimental Model, Numerical Simulation, Finite Volume Method -
بررسی الگوی جریان در اطراف پایه پل ها به دلیل تاثیر آن بر خرابی پایه از اهمیت بسزایی برخوردار است. اگرچه طراحی مقاطعی که حداقل آشفتگی را در جریان گذرنده از اطراف پایه پل ایجاد می کنند از هر دو دیدگاه هیدرودینامیکی و سازه ای مهم تلقی می شود، ولی مروری بر پژوهش های انجام شده نشان می دهد که بررسی الگوی جریان اطراف پایه با مقطع متغیر از توجه کافی پژوهشگران برخوردار نبوده است. در این پژوهش یک مدل های عددی سه بعدی برای بررسی میدان جریان اطراف یک پایه استوانه ای و چهار پایه مخروطی با شیب های مختلف مورد استفاده قرار گرفته است. در ابتدا میدان محاسباتی با نرم افزار GAMBIT شبکه بندی شده و سپس با نرم افزار FLUENT مورد تحلیل قرار گرفته است. سرانجام الگوی جریان و تنش برشی بستر اطراف پایه ها مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته اند. نتایج مدل عددی نشان می دهد که شیبدار شدن پایه تاثیر بسزایی در کاهش آشفتگی جریان گذرنده و در نتیجه کاهش تنش برشی بستر در اطراف پایه را به دنبال دارد.
کلید واژگان: الگوی جریان، تنش برشی بستر، پایه ی مخروطی، مدل عددی سه بعدیInvestigation of the flow pattern around bridge piers is of utmost importance because of its great effect on destruction of the piers. Despite the hydrodynamical and structural values of designing sections causing minimum turbulence against the flow passing the bridge pier, a review of the literature shows that investigation of the flow pattern around bridge piers with varying section has not been studied by the researchers. In this research study, a threedimensional numerical model has been used to study the flow field around a cylindrical and four conical piers of different slopes. The computational domains were first discretized using GAMBIT and then analyzed by FLUENT. Finally, the flow pattern and bed shear stress around the piers have been investigated and the relevant comparisons have been made. Numerical model results show that increment of the pier’s slope has a great effect on reducing turbulence of the passing flow and thus lessening the bed shear stress around the pier. -
میزان آسیب پذیری یک سازه بتنی کنار ساحل وابستگی شدیدی به محل قرارگیری بتن نسبت به تراز آب دریا دارد. در این پژوهش،به منظور شبیه سازی فیزیکی محیط دریا و فراهم کردن شرایط نگهداری نمونه ها در شرایطی مشابه شرایط دریا، کانالی سرپوشیده در ابعاد آزمایشگاهی به همراه دستگاه موج ساز با قابلیت ایجاد امواج منظم با ارتفاع و پریود موج مختلف در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه طراحی و ساخته شد. همچنین از آب دریاچه ارومیه و نگاه داشتن دمای ثابت محیط بسته کانال در محدوده 35-30 درجه سانتیگراد برای فراهم نمودن محیط دریایی خورنده شدید استفاده گردید. نمونه های بتن مسلح و غیر مسلح با نسبت های آب به سیمان عیار های سیمان متفاوت و با استفاده از میکروسیلیس به عنوان ماده افزودنی ساخته شدند و در موقعیت های محیطی متفاوت مغروق، جزر و مدی، پاششی، اتمسفری، محیط آزاد آزمایشگاه و حوضچه عمل آوری آب شیرین نگهداری شدند. آزمایش هایی نظیر مقاومت فشاری بتن، میزان نفوذ یون کلرید، مقاومت الکتریکی(با استفاده از مدار الکتریکی پل وتستون)، پتانسیل خوردگی(با استفاده از دستگاهHalf Cell) و شدت خوردگی آرماتور(با استفاده از دستگاه پتانسیواستات) در سنین مختلف بر روی نمونه ها انجام گرفت. عملکرد نمونه های قرار گرفته شده در نواحی مختلف نشانگر این مطلب است که، میزان شدت و سرعت خوردگی آرماتور در ناحیه پاششی بیشتر از نواحی دیگر می باشد. در ناحیه مغروق اگرچه قدرمطلق پتانسیل خوردگی آرماتورها بسیار بالا است اما به علت عدم وجود اکسیژن کافی در این محیط شدت خوردگی آرماتورهای مدفون در بتن ناچیز بوده و از نظر احتمال خوردگی در حد پایین می باشند.
کلید واژگان: بتن، سازه های ساحلی، شدت خوردگی آرماتور، نفوذ یون کلرید، پتانسیل خوردگی، ناحیه پاششی، ناحیه اتمسفریThe intensity of damage in concrete structures has a vital relationship to the position of concrete respect to sea level. A hydraulic model consists of a channel and a wave maker machine capable of making regular waves with various heights and periods, has been designed and constructed in hydraulic laboratory to simulate the marine environment and conditions in this research study. The Oroomiyeh lake water and controlling the temperature of channel in 30-35 °c range were used to reproduce severe corrosive marine environment. Different water/ cement ratios and different cement contents were selected for reinforcement and plain concrete specimens. Furthermore, silica fume was used as supplementary cementing material. After standard curing, these specimens were kept in different conditions: submerged, tidal, splash, atmospheric and outdoors. A series of tests such as corrosion potential measurement, electrical resistivity and reinforcement corrosion intensity, chloride ion concentration and compressive strength were carried out at different ages. In this paper, specimens, durability in different zones have been investigated. Results show that in view of corrosion the splashing zone has the worst conditions and in submerged condition, because of thin air, although corrosion potential of reinforcement is high, the rate of corrosion intensity is low. -
در این مقاله به منظور کمک به فهم بهتر اندرکنش لوله – جریان، تغییرات به وجود آمده در الگوی جریان اطراف خطوط لوله به ازای نسبت های متفاوت عمق دفن شدگی به قطر لوله به صورت عددی و تجربی در حالت جریان دایمی مورد بررسی قرار گرفته است. در بخش مدل سازی فیزیکی، آزمایش ها در کانال آزمایشگاهی به طول: 10 متر، عرض 3/0 متر و عمق 5/0 متر و با استفاده از لوله پولیکا (P.V.C) به قطر35/6 سانتی متر (به ازای نسبت های متفاوت عق دفن شدگی به قطر لوله) انجام گرفته است. جهت مشاهده الگوی جریان از ذرات پلی استایرن که دارای قطر 4/0 میلی متر وچگالی نسبی 05/1 می باشد، استفاده شده است. همچنین به منظور کمک به درک هر چه بهتر پدیده از کلیه مراحل انجام آزمایش بوسیله دوربین دیجیتالی فیلمبرداری صورت گرفته است. در بخش شبیه سازی عددی نیز، میدان جریان با استفاده از نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی “FLUENT” تحلیل شده است. نرم افزار مذکور معادلات حاکم بر جریان را با به کارگیری روش حجم محدود گسسته سازی می نماید. ایجاد هندسه و شبکه بندی مدل نیز به وسیله پیش پردازنده “GAMBIT” صورت گرفته است.
کلید واژگان: الگوی جریان، خطوط لوله، شبیه سازی عددی، روش حجم محدود، مدل فیزیکیIn this paper, in order to understand the flow-pipe interaction more clearly, the variations on flow pattern around semi-buried pipelines due to steady current have physically and numerically been investigated. In physical modeling section, the experiments have been carried out in a flume with 10 meter length, 0.3 meter width and 0.5 meter depth using a P.V.C pipe with 6.35 cm in diameter (for different burial depth-diameter ratios). To visualize the flow patterns, the polystyrene particles with 0.4 mm in diameter and 1.05gr/cm3 in density have been used. In order to understand the phenomenon as well as possible, the whole processes of tests have been recorded using a digital camera. For the numerical simulation section, the flow field has been analyzed using a computational fluid dynamics software “FLUENT”. For the software, the governing equations are descretized using the finite volume method. Geometry and mesh production have been done using a pre-processor software called “GAMBIT”.
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.