近海工程中,直立圓柱結(jié)構(gòu)的局部沖刷是引起結(jié)構(gòu)破壞的重要因素。因此,為深入研究直立圓柱局部沖刷的破壞機(jī)理和特性,本文采用物理模型實(shí)驗(yàn)的方法,針對以下兩個(gè)問題開展了相關(guān)研究工作。第一部分研究了單向流作用下單立柱的局部沖刷。實(shí)驗(yàn)過程中使用Contact Image Sensor(CIS)傳感器監(jiān)測沖坑深度隨時(shí)間的變化,采用3D地形掃描儀測量模型附近受沖刷的沙床,得到地形數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)完成后處理CIS數(shù)據(jù),得到?jīng)_坑深度時(shí)間歷程線,并分析其時(shí)間尺度T和沖刷平衡深度S₀。結(jié)合模型周圍沖坑和下游沙丘的地形特點(diǎn),研究雷諾數(shù)Re對沖坑尺寸、沙丘高度和位置的影響作用。最后,通過對比來分析無量綱化的沖刷平衡深度S₀/D、沖坑半徑L₀/D與Re的依賴關(guān)系,其中,D為圓柱直徑。研究表明,在相同流速條件下,隨著Re的增大,時(shí)間尺度和沖刷平衡深度逐漸增大,沖坑尺寸變大,沙丘位置逐漸靠向下游,沙丘高度也呈增大的趨勢。此外,S₀/D和L₀/D與Re的變化關(guān)系符合冪函數(shù)關(guān)系。第二部分研究了單向流作用下單立柱的沖刷防護(hù)...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 流場結(jié)構(gòu)與沖刷機(jī)理
        1.2.2 局部沖刷的影響因素
        1.2.3 沖刷平衡深度和時(shí)間尺度的預(yù)測
        1.2.4 沖刷防護(hù)
        1.2.5 主要存在問題
    1.3 本文研究內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)設(shè)置與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)裝置
        2.1.1 O-Tube水槽
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?br>    2.3 流速率定
    2.4 實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置
        2.4.1 模型砂的物理參數(shù)與布置
        2.4.2 水槽斷面流速設(shè)置
    2.5 實(shí)驗(yàn)方案與工況設(shè)置
        2.5.1 局部沖刷實(shí)驗(yàn)
        2.5.2 沖刷防護(hù)實(shí)驗(yàn)
    2.6 本章小結(jié)
3 單向流直立圓柱局部沖刷
    3.1 沖刷發(fā)展過程
        3.1.1 時(shí)間歷程線的擬合
        3.1.2 特性分析
    3.2 沖刷地形
        3.2.1 沖坑與沙丘特點(diǎn)
        3.2.2 地形特點(diǎn)與雷諾數(shù)Re的關(guān)系
    3.3 S₀和L₀ 與雷諾數(shù)Re的關(guān)系
        3.3.1 預(yù)測值的可靠性
        3.3.2 平衡沖刷深度
        3.3.3 沖坑半徑
    3.4 本章小結(jié)
4 擴(kuò)展基礎(chǔ)的沖刷防護(hù)
    4.1 沖刷地形
        4.1.1 地形特性分析
        4.1.2 沖刷防護(hù)建議
    4.2 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 本文研究內(nèi)容
    5.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號(hào)：3945947