ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΡΟΗΣ ΓΥΡΩ ΑΠΟ ΤΥΠΙΚΕΣ ΔΙΑΤΟΜΕΣ ΜΕΣΟΒΑΘΡΟΥ ΓΕΦΥΡΑΣ

Abstract

Η παρούσα πτυχιακή εργασία πραγματεύεται την ανάλυση τυρβώδους ροής σε ανοικτούς αγωγούς παρουσία βάθρων γέφυρας. Μελετώνται δύο περιπτώσεις ως προς τη διατομή του βάθρου. Η περίπτωση κυλινδρικού βάθρου καθώς και βάθρου ορθογωνικής διατομής με ημικυκλικό ρύγχος και ουρά. Κάθε βάθρο ξεχωριστά τοποθετείται στον πυθμένα ενός καναλιού με κανονικό βάθος ροής 0,1 m και μελετάται το πεδίο ροής που προκύπτει λόγω της παρουσίας του βάθρου. Η ροή είναι υποκρίσιμη και η κλίση του πυθμένα του καναλιού είναι 1:1000.

Για την επίλυση αξιοποιούνται οι εξισώσεις Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) και για το κλείσιμο τύρβης χρησιμοποιείται το μοντέλο δύο εξισώσεων k–ε. Η διαχείριση της ελεύθερης επιφάνειας γίνεται με τη μέθοδο Volume of Fluid (VOF), ενώ η αριθμητική επίλυση βασίζεται στη μέθοδο των πεπερασμένων όγκων και πραγματοποιείται με το υπολογιστικό πακέτο Fluent 14.5 CFD της εταιρίας ANSYS Inc, το οποίο παραχωρήθηκε από το Εργαστήριο Ρευστομηχανικής του Τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πελοποννήσου.

Αφορμή για το συγκεκριμένη διερεύνηση αποτέλεσε η ανάγκη που υπάρχει να κατανοηθεί το πεδίο ροής ανάντη μιας κατασκευής όπως είναι το βάθρο γέφυρας που τοποθετείται σε ανοικτό αγωγό., όπως , Η κατανόηση του πεδίου ροής μπορεί να προσφέρει σημαντικές πληροφορίες για την κατανομή των διατμητικών τάσεων που αναπτύσσονται στον πυθμένα κυρίως στην άμεση γειτονία του βάθρου, για την πρόβλεψη και αποφυγή φαινομένων υποσκαφής