Stanovení Hydrodynamického Zatížení Přelévané Mostovky Pomocí 2d Numerických Simulací

Abstract

Článek popisuje stanovení hydrodynamického zatížení přelévané mostovky, které je způsobeno prouděním vody v jejím okolí. Kvantifikace tohoto zatížení je důležitým vstupem pro statické posouzení mostní konstrukce v případech, kdy nelze vyloučit, že hladina v korytě toku dosáhne minimálně úrovně spodní hrany mostovky. V tomto případě bylo pro stanovení hydrodynamického zatížení využito modelu proudění vody s volnou hladinou ve 2D vertikální rovině, pro jehož numerické řešení byl využit software ANSYS Fluent 15.0. Pro zohlednění turbulencí proudu byl aplikován standartní k-ε model. Výsledkem výpočtů jsou hodnoty horizontální silové složky hydrodynamického zatížení působící na mostovku a z ní odvozené hodnoty tvarového součinitele. Dosažené výsledky byly porovnány s již provedenými měřeními na fyzikálním modelu a s výsledky publikovanými v dostupné literatuře.

Využití 3d Numerických Simulací Při Stanovení Hydrodynamického Zatížení Přelévané Mostovky

“…mezní vrstva, ve které vzniká značné tečné napětí. Mimo mezní vrstvu je vliv viskozity kapaliny zanedbatelný [6].…”

“…Výsledný silový účinek hydrodynamického zatížení ve směru proudu kapaliny působícího na obtékanou mostovku lze vyjádřit pomocí bezrozměrného tvarového součinitele C D : Článek navazuje na diplomovou práci zaměřenou na 2D numerické modelování [6] a výzkum zaměřený na fyzikální modelování dané problematiky [7].…”

“…V rámci [6] a [7] bylo numericky i fyzikálně modelováno 18 scénářů. Byly uvažovány 2 varianty příčných řezů mostovkou (viz Obr.…”

“…Řešení úlohy turbulentního proudění ve smyslu Reynoldsova pojetí turbulence spočívá v nalezení 6 neznámých veličin, kterými jsou střední hodnoty složek vektoru rychlosti v x a v y , střední hodnota tlaku p, kinetická energie turbulence k, disipace kinetické energie turbulence ε a objemová frakce F [8], [6].…”

“…Matematický model popisující řešené proudění sestává z rovnic vyjadřujících zákony zachování hmotnosti (rovnice kontinuity) a hybnosti (Navier -Stokesovy rovnice), které jsou doplněny o dvě rovnice k-ε modelu turbulence, rovnici metody VOF (hledání hladiny) a konstitutivní vztahy [8], [6].…”