مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی عددی الگوهای تخریب ناشی از گردبادهای با حرکت انتقالی و نسبت چرخش کوچک

نویسندگان
1 شغل آزاد
2 دانشیار دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
چکیده
گردباد به عنوان یکی از پدیده های طبیعی مخرب هرساله خسارات زیادی به بار می آورد. برای مقاوم سازی سازه های در معرض آن، بررسی میدان جریان گردباد و پارامترهای موثر بر الگوهای تخریب لازم است. در این مقاله یک محفظه ی تولید گردباد آزمایشگاهی شبیه سازی و حل عددی جریان آشفته با به کارگیری مدلسازی گردابه های بزرگ، برای گردبادهای ساکن و با حرکت انتقالی گزارش شده است. اعتبارسنجی حل عددی گردباد ساکن با نتایج آزمایشگاهی بیکر انجام شده، سپس اثر پارامترهای بیشینه ی سرعت باد، زمان عبور سرعت های بیشینه و شتاب حرکت گردباد بر الگوی تخریب بررسی شده است. اولین نتیجه حاصل از حل عددی نشان از افزایش اثر تخریبی گردباد با افزایش ارتفاع می دهد؛ همچنین بیشترین میزان تخریب گردباد نزدیک به مرکز چرخش آن و در سمتی رخ می دهد که سرعت انتقالی موجب افزایش سرعت مماسی سیال می شود. با توجه به زیاد بودن شتاب در تمامی ارتفاعات، اثر این پارامتر در ساخت تمامی سازه ها، اعم از کوتاه و بلند، حائز اهمیت است. در مقابل، اثر اندازه ی سرعت و مدت زمان عبور سرعت های بیشینه بر الگوی تخریب سازه های بلند بیشتر از سازه های با ارتفاع کم و متوسط می باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Numerical Investigation on Damage Patterns of Low Swirl Translating Tornadoes

نویسندگان English

Alireza Razavi 1
Ali Ashrafizadeh 2
1 Engineer
چکیده English

Tornado is a destructive phenomenon which causes severe damage every year. To improve resistance of structures which face tornado, the flow field and factors which affect damage patterns of tornado need to be investigated. In this paper, numerical simulations of stationary and translating tornadoes are carried out using Ward-type simulator results and large eddy turbulence model. Validation for stationary case has been done with experimental work of Baker. The effects of peak winds, duration of intense winds and acceleration of translating tornado on damage patterns have been investigated. Results show that destruction is more intense at the side of the tornado that translational velocity and tangential wind velocity are added up. Moreover, peak wind velocity and duration of intense winds are important factors that have important effects on the destruction pattern of tall structures. However, the value of the translational acceleration of tornado is important for the design of all structures regardless of their heights.

کلیدواژه‌ها English

Tornado
Ward-type tornado vortex chamber
Damage patterns
Large Eddy Simulation