تحلیل عددی تنش برشی ناشی ازعملکرد لرزهای اندرکنش دینامیکی غیرخطی مخزن و سدRCC

پارامترهای مختلفی در رفتار دینامیکی سازه سد و سیال مخزن تحت عملکرد کوپله تاثیرگذارند که منجر به وارد شدن فشار هیدرودینامیکی ناشی از موج حاصل از حرکت ارتعاشی سد حین زلزله میباشد. برآورد دقیق نیروهای دینامیکی که لازمه طراحی و ارزیابی مناسب سدها و از اهمیت ویژهای برخوردار است. در راستای بررسی عددی رفتار لرزهای سد RCC، استخراج فشار دینامیکی ناشی از عملکرد کوپله روش اجزای محدود و حجم محدود مبتنی بر مدلسازی حقیقی میدان جریان مخزن، از اهداف این تحقیق بوده است. به منظور نیل به هدف با گسترش رویکرد جدید از تحلیل رفتار لرزه ای سد و به کارگیری نرمافزار دینامیک سیالات محاسباتی که معادلات حاکم بر جریان سیال شامل معادلات پیوستگی و حرکت ناویراستوکس توسط گسسته سازی غیرصریح روش حجم محدود شبیهسازی گردیده است. از این رو پارامترهای هیدرولیکی رفتار دینامیکی ناشی از عملکرد پاسخ نیروهای هیدرودینامیکی مخزن است، بررسی گردیده است. شرایط مرزی مناسب در بالادست، سطح مشترک بین اجزا سد، پاسخ فرکانسی و تراکم پذیری آب به عنوان عوامل موثر بر مدلسازی عددی در نظر گرفته شده و رویکردهای عددی (حجم محدود سیالات اویلری و اجزاء محدود جامدات الاستیک) با رویکردهای تحلیلی مطابقت قابل قبولی دارد. پاسخ واقعی سد و فشار دینامیکی را میتوان با به کارگیری شرایطی مرزی منطبق بر ماهیت واقعی حاکم، از شبیه سازی عددی به صورت مستقیم استخراج کرد. نتایج حاکی از این است که به ازای تمامی مقادیر، جریان از نوع رویهای بوده و تراکمپذیری سیال بر پاسخ دینامیک سیستم تاثیرگذار است به طوری که تراکمپذیری باعث افزایش فشار وارده بر سد شده است. همچنین مقدار فشار هیدرودینامیکی تابعی ازهندسه وشکل مخزن میباشد و بزرگی و اهمیت آن میتواند بستگی به موقعیت وشکل و هندسه مخزن و سد تغییر کند، به طوری که توزیع فشار هیدرودینامیکی پشت سد با ایجاد شیب در بالادست بدنه سد، میرایی سازه کاهش و با در نظر گرفتن شیب درکف مخزن افزایش مییابد. میزان تغییرمکان های افقی مخزن، با افزایش ارتفاع آب مخزن که ناشی از افزایش نیروی هیدرودینامیک بوده، افزایش یافته است. همچنین با افزایش دبی و فشار هیدرودینامیکی، تنش برشی در حوزه زمان افزایش یافته و محل تمرکز تنش در امتداد سرریز پلکانی در لبه پلهها بوده و میزان تنش برشی با افزایش تعداد پله ها و در قطعه انتهایی ساختگاه بیشترین مقدار مشاهده گردیده است که مبنای طراحی و بهینه سازی ایمن اجزای مختلف سازه میباشد

کلیدواژه ها:

تنش برشی ، تحلیل در حوزه زمان ، بتن غلتکی ، سیالات اویلری ، ناویراستوکس ، سدهای اندرکنش کوپله ، توربولانس ، غیرصریح