Análisis numérico de la evolución de la estructura del flujo durante el desarrollo del agujero de socavación: un estudio de caso de un muelle apoyado en pilotes con tapa de pilotes parcialmente enterrada
Autores: Alemi, Mahdi; Pêgo, João Pedro; Okhravi, Saeid; Maia, Rodrigo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis numérico de la evolución de la estructura del flujo durante el desarrollo del agujero de socavación: un estudio de caso de un muelle apoyado en pilotes con tapa de pilotes parcialmente enterrada
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Simulación de procesos industriales
Palabras clave
Estudio
Muelle apoyado en pilotes
Profundidad de socavación
Dinámica de vórtices
Estructura del flujo
Socavación local
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio investiga numéricamente un muelle soportado por pilotes, que comprende una columna con una cabeza de pilote parcialmente enterrada y un grupo de pilotes, reconociendo que las cabezas de pilotes parcialmente enterradas conducen a la mayor profundidad de socavación. La mayoría de las investigaciones se han centrado en las condiciones de socavación de equilibrio en entornos de laboratorio, pasando por alto la dinámica detallada de los vórtices de herradura alrededor de grupos de pilotes. Este estudio tiene como objetivo aclarar la estructura del flujo y la dinámica de los vórtices en un muelle soportado por pilotes durante las etapas de desarrollo del agujero de socavación local utilizando un modelo numérico desarrollado internamente. La precisión del modelo se valida con casos de referencia de canal plano y muelle compuesto. Para el muelle soportado por pilotes, se utilizó una geometría de lecho fijo en simulaciones de flujo en etapas de socavación seleccionadas. Los resultados muestran cambios significativos en la estructura del flujo y la formación de vórtices con el tiempo de desarrollo del agujero de socavación, especialmente a medida que la superficie del lecho se aleja de la cabeza del pilote. El estudio revela variaciones en el tamaño, número y posicionamiento de los vórtices, junto con la distribución de energía cinética turbulenta y esfuerzo cortante de Reynolds a lo largo del tiempo. El alto esfuerzo cortante de Reynolds positivo cerca del lecho durante las etapas intermedias de socavación resalta las interacciones complejas dentro del campo de flujo. Esta investigación proporciona la primera visualización detallada de la evolución de la estructura del flujo dentro de un agujero de socavación en un muelle soportado por pilotes.
Descripción
Este estudio investiga numéricamente un muelle soportado por pilotes, que comprende una columna con una cabeza de pilote parcialmente enterrada y un grupo de pilotes, reconociendo que las cabezas de pilotes parcialmente enterradas conducen a la mayor profundidad de socavación. La mayoría de las investigaciones se han centrado en las condiciones de socavación de equilibrio en entornos de laboratorio, pasando por alto la dinámica detallada de los vórtices de herradura alrededor de grupos de pilotes. Este estudio tiene como objetivo aclarar la estructura del flujo y la dinámica de los vórtices en un muelle soportado por pilotes durante las etapas de desarrollo del agujero de socavación local utilizando un modelo numérico desarrollado internamente. La precisión del modelo se valida con casos de referencia de canal plano y muelle compuesto. Para el muelle soportado por pilotes, se utilizó una geometría de lecho fijo en simulaciones de flujo en etapas de socavación seleccionadas. Los resultados muestran cambios significativos en la estructura del flujo y la formación de vórtices con el tiempo de desarrollo del agujero de socavación, especialmente a medida que la superficie del lecho se aleja de la cabeza del pilote. El estudio revela variaciones en el tamaño, número y posicionamiento de los vórtices, junto con la distribución de energía cinética turbulenta y esfuerzo cortante de Reynolds a lo largo del tiempo. El alto esfuerzo cortante de Reynolds positivo cerca del lecho durante las etapas intermedias de socavación resalta las interacciones complejas dentro del campo de flujo. Esta investigación proporciona la primera visualización detallada de la evolución de la estructura del flujo dentro de un agujero de socavación en un muelle soportado por pilotes.