Cơ chế dũng chảy, trường vộc tơ vận tốc và xúi xung quanh trụ

Một phần của tài liệu mô phỏng số dòng chảy và dự báo xói cục bộ trụ cầu (Trang 101 - 103)

Sau khi mụ phỏng với thời gian T=3 giờ, kết quả mụ phỏng đƣợc thể hiện tại cỏc hỡnh vẽ dƣới đõy bằng phần mềm đồ họa TECPLOT 10.0. Khi trƣờng dũng chảy tại khoảng cỏch xa phớa hạ lƣu cú cỏc tớnh chất giống nhƣ trƣờng dũng chảy phớa thƣợng lƣu, ta chỉ xem xột hỡnh ảnh trƣờng dũng chảy đƣợc trong phạm vi -0.3≤x/b≤0.3 (b là cạnh trụ) theo phƣơng x để nghiờn cứu chi tiết cơ chế dũng chảy xung quanh trụ cầu (Hỡnh 3.8a).

a) Mặt đứng b) Mặt bằng Hỡnh 4.3: Trường vận tốc dọc theo dũng chảy, trong hố xúi và bao quanh trụ

Hỡnh 4.3 mụ tả chi tiết trƣờng vộc tơ vận tốc khu vực xung quanh trụ, hỡnh 4.4 mụ tả chi tiết hỡnh ảnh đƣờng dũng trƣớc và sau trụ.

Hỡnh 4.4: Mụ phỏng đường dũng trước và sau trụ

Kết quả mụ phỏng cho thấy dũng chảy khi gặp trụ cầu đó đổi hƣớng thành dũng chảy bao quanh trụ (hỡnh 4.3b) và dũng chảy đi xuống (hỡnh 4.4), hố xúi xuất hiện xung quanh đỏy múng trụ cầu. Cú thể thấy rằng dũng chảy xuống đó gõy ra ỏp lực tỏc động lờn đỏy tạo ra cỏc xoỏy trục ngang (xoỏy hỡnh múng ngựa) là nguyờn nhõn gõy tăng chiều sõu xúi cục bộ xung quanh trụ cầu. Dũng chảy thẳng đứng trƣớc trụ tăng cựng với sự gia tăng chiều sõu hố xúi cho đến khi một trạng thỏi cõn bằng đạt đƣợc. Sau hơn 3 giờ mụ phỏng, chiều sõu xúi tăng khụng đỏng kể, coi nhƣ đó đạt đến chiều sõu xúi cõn bằng. Cũng trờn hỡnh 4.4, ta cú thể thấy rằng dũng chảy trƣớc trụ cú xu hƣớng dõng cao ngay sỏt trƣớc mặt trụ; xuất phỏt từ điểm tỏch dũng nằm gần mặt thoỏng,

cỏc đƣờng dũng hƣớng lờn trờn tƣơng tỏc với mặt thoỏng tạo thành cỏc cuộn xoỏy mặt. Mụ phỏng cũng chỉ rừ sự tồn tại của khu vực bị chia cắt phớa sau trụ xuất hiện cỏc xoỏy đứng sau nơi cú cỏc vộc tơ vận tốc cú chiều ngƣợc với phƣơng dũng chảy chớnh (Hỡnh 4.3a, hỡnh 4.4).

Một phần của tài liệu mô phỏng số dòng chảy và dự báo xói cục bộ trụ cầu (Trang 101 - 103)