單樁及群樁的波流力特性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-12-23 02:58
改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)交通建設(shè)事業(yè)得益于經(jīng)濟(jì)發(fā)展而取得迅速進(jìn)步。作為基礎(chǔ)設(shè)施的跨海大橋相關(guān)建設(shè)也隨之而起。跨海大橋的基礎(chǔ)不僅要承受上部結(jié)構(gòu)自重和車輛荷載,還受到海域水體的水動(dòng)力作用。群樁承臺(tái)基礎(chǔ)是跨海大橋常用的基礎(chǔ)形式,但目前相關(guān)規(guī)范中尚無(wú)關(guān)于群樁承臺(tái)基礎(chǔ)的波流作用力的計(jì)算方法。因此,本論文結(jié)合物理模型試驗(yàn)與數(shù)值模擬方法重點(diǎn)研究了樁心距l(xiāng)/D=2的五樁群樁在純波、波流共同作用條件下的受力特征。首先設(shè)計(jì)了物理模型試驗(yàn),測(cè)取了單樁和群樁結(jié)構(gòu)物在3個(gè)不同相對(duì)水深各3個(gè)不同波陡共9個(gè)非線性波浪參數(shù)條件下的各向波浪力,以及在3個(gè)不同流速分別與波浪聯(lián)合作用共27個(gè)波流參數(shù)條件下的各向波流力。利用CFD軟件Fluent結(jié)合速度入口造波、動(dòng)量源消波方法建立了三維數(shù)值水槽,模擬了純波動(dòng)流場(chǎng)對(duì)群樁和孤立單樁的作用。然后探討了純波作用條件下,波向角對(duì)群樁整體波向力的影響,分析了0°群樁各組成樁的波向力特征,并從流場(chǎng)作用過(guò)程角度與孤立單樁工況對(duì)比,分析了群樁效應(yīng)的具體影響。最后通過(guò)力系數(shù)分析方法分析了單樁及群樁的波向力系數(shù)、橫向力系數(shù)及合力系數(shù)分別與KC數(shù)的關(guān)系,并對(duì)單樁、群樁在純波及波流共同作用條件下橫向力的時(shí)...
【文章來(lái)源】:西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:127 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
各種波浪理論的適用范圍
L=1.55m、1.57m、1.62m、2.18m、2.19m、2.21m、2.32m屬于小尺度結(jié)構(gòu)物范疇,故應(yīng)用莫里森方程對(duì)結(jié)構(gòu)物所.1 節(jié)中推導(dǎo)線性波理論時(shí),坐標(biāo)原點(diǎn)建立于靜水面,本標(biāo)原點(diǎn)建立在水底,如圖 1-2 所示。根據(jù)線性波浪理論向力(與波浪傳播方向平行的力)的推導(dǎo)過(guò)程如下。
個(gè)工況的數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)值的差異。FD 軟件 Fluent 的二次開(kāi)發(fā) UDF(User-Defined Function)功量源消波模塊,以不可壓縮黏性流體 N-S(Navier-Stokes)方水槽,并應(yīng)用 VOF 方法對(duì)自由表面運(yùn)動(dòng)進(jìn)行追蹤。在 Fluen以及計(jì)算域的劃分如圖 2-1 所示。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]數(shù)值波流水池構(gòu)造方法研究[J]. 秦楠,魯傳敬,李杰. 水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2013(03)
[2]跨海橋梁基礎(chǔ)波浪(流)力計(jì)算問(wèn)題探討[J]. 胡勇,雷麗萍,楊進(jìn)先. 水道港口. 2012(02)
[3]用三維時(shí)變雷諾方程模型模擬小尺度組合樁柱上的波浪力[J]. 楊晨,劉長(zhǎng)根,陶建華. 水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯). 2006(06)
[4]東海大橋橋梁樁柱承臺(tái)水動(dòng)力模型試驗(yàn)研究——第二部分:作用于群樁及承臺(tái)上的波流力[J]. 蘭雅梅,劉樺,皇甫熹,薛雷平,陳剛. 水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯). 2005(03)
[5]群樁上不規(guī)則波流力試驗(yàn)研究[J]. 皇甫熹,蘭雅梅,薛雷平,陳剛,劉樺. 世界橋梁. 2004(S1)
[6]東海大橋橋梁樁柱承臺(tái)水動(dòng)力模型試驗(yàn)研究——第一部分:作用于單個(gè)小尺度樁柱上的波流力[J]. 蘭雅梅,薛雷平,劉樺,黃甫熹,陳剛,楊建民. 水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯). 2004(06)
[7]關(guān)于小直徑垂直樁柱結(jié)構(gòu)的波浪力研究[J]. 張玲,王愛(ài)群. 海洋湖沼通報(bào). 2004(03)
[8]小直徑組合樁的波浪力實(shí)驗(yàn)分析[J]. 王愛(ài)群,徐立論. 海洋湖沼通報(bào). 2002(01)
[9]波浪和水流共同作用下水流時(shí)均流速分布[J]. 吳永勝,練繼建,張慶河,秦崇仁. 水利學(xué)報(bào). 2001(01)
[10]Morison方程水動(dòng)力系數(shù)歸一化的探討[J]. 李玉成. 水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯). 1998(03)
碩士論文
[1]杭州灣大橋?qū)^(qū)域交通及經(jīng)濟(jì)影響的研究[D]. 季凱.浙江工商大學(xué) 2013
[2]風(fēng)—浪—流聯(lián)合作用場(chǎng)數(shù)值模擬及其對(duì)圓柱構(gòu)件的作用研究[D]. 韋承勛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[3]波浪的三維數(shù)值模擬及其應(yīng)用[D]. 張婷.天津大學(xué) 2009
本文編號(hào):3547641
【文章來(lái)源】:西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:127 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
各種波浪理論的適用范圍
L=1.55m、1.57m、1.62m、2.18m、2.19m、2.21m、2.32m屬于小尺度結(jié)構(gòu)物范疇,故應(yīng)用莫里森方程對(duì)結(jié)構(gòu)物所.1 節(jié)中推導(dǎo)線性波理論時(shí),坐標(biāo)原點(diǎn)建立于靜水面,本標(biāo)原點(diǎn)建立在水底,如圖 1-2 所示。根據(jù)線性波浪理論向力(與波浪傳播方向平行的力)的推導(dǎo)過(guò)程如下。
個(gè)工況的數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)值的差異。FD 軟件 Fluent 的二次開(kāi)發(fā) UDF(User-Defined Function)功量源消波模塊,以不可壓縮黏性流體 N-S(Navier-Stokes)方水槽,并應(yīng)用 VOF 方法對(duì)自由表面運(yùn)動(dòng)進(jìn)行追蹤。在 Fluen以及計(jì)算域的劃分如圖 2-1 所示。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]數(shù)值波流水池構(gòu)造方法研究[J]. 秦楠,魯傳敬,李杰. 水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2013(03)
[2]跨海橋梁基礎(chǔ)波浪(流)力計(jì)算問(wèn)題探討[J]. 胡勇,雷麗萍,楊進(jìn)先. 水道港口. 2012(02)
[3]用三維時(shí)變雷諾方程模型模擬小尺度組合樁柱上的波浪力[J]. 楊晨,劉長(zhǎng)根,陶建華. 水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯). 2006(06)
[4]東海大橋橋梁樁柱承臺(tái)水動(dòng)力模型試驗(yàn)研究——第二部分:作用于群樁及承臺(tái)上的波流力[J]. 蘭雅梅,劉樺,皇甫熹,薛雷平,陳剛. 水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯). 2005(03)
[5]群樁上不規(guī)則波流力試驗(yàn)研究[J]. 皇甫熹,蘭雅梅,薛雷平,陳剛,劉樺. 世界橋梁. 2004(S1)
[6]東海大橋橋梁樁柱承臺(tái)水動(dòng)力模型試驗(yàn)研究——第一部分:作用于單個(gè)小尺度樁柱上的波流力[J]. 蘭雅梅,薛雷平,劉樺,黃甫熹,陳剛,楊建民. 水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯). 2004(06)
[7]關(guān)于小直徑垂直樁柱結(jié)構(gòu)的波浪力研究[J]. 張玲,王愛(ài)群. 海洋湖沼通報(bào). 2004(03)
[8]小直徑組合樁的波浪力實(shí)驗(yàn)分析[J]. 王愛(ài)群,徐立論. 海洋湖沼通報(bào). 2002(01)
[9]波浪和水流共同作用下水流時(shí)均流速分布[J]. 吳永勝,練繼建,張慶河,秦崇仁. 水利學(xué)報(bào). 2001(01)
[10]Morison方程水動(dòng)力系數(shù)歸一化的探討[J]. 李玉成. 水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯). 1998(03)
碩士論文
[1]杭州灣大橋?qū)^(qū)域交通及經(jīng)濟(jì)影響的研究[D]. 季凱.浙江工商大學(xué) 2013
[2]風(fēng)—浪—流聯(lián)合作用場(chǎng)數(shù)值模擬及其對(duì)圓柱構(gòu)件的作用研究[D]. 韋承勛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[3]波浪的三維數(shù)值模擬及其應(yīng)用[D]. 張婷.天津大學(xué) 2009
本文編號(hào):3547641
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