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泥石流冲击桥墩绕流过程模拟与试验分析 被引量：3
1
作者 刘发明 王东坡 +3 位作者 何思明 李明清 付刚 张伦 《山地学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期571-580,共10页
泥石流与桥墩动力相互作用包括泥石流对桥墩的冲击淤埋作用及桥墩对泥石流运动过程的反向影响,其中涉及复杂的流固耦合,是学术界关注的热点问题。为研究泥石流绕流桥墩过程,在纳维斯托克斯方程的基础上结合深度平均理论,考虑泥石流固液... 泥石流与桥墩动力相互作用包括泥石流对桥墩的冲击淤埋作用及桥墩对泥石流运动过程的反向影响,其中涉及复杂的流固耦合,是学术界关注的热点问题。为研究泥石流绕流桥墩过程,在纳维斯托克斯方程的基础上结合深度平均理论,考虑泥石流固液两相的特点,构建了泥石流-桥墩流固耦合物理模型,并基于有限体积法建立时间和空间尺度上具有2阶精度的高效数值算法,实现了泥石流绕桥墩运动全程模拟,与室内试验成果进行了对比验证。结果表明:不同粘度的泥石流冲击桥墩绕流过程有显著不同,相同初始条件下粘性泥石流堆积厚度较大,运动速度较小,堆积范围较小;反之,稀性泥石流堆积厚度较小,运动速度较大,堆积范围也较大。数值模拟结果与室内模型试验非常接近,验证了物理模型的适用性。 展开更多
关键词 泥石流 桥墩绕流 流固耦合 固液两相流 有限体积法
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防撞浮箱对桥墩绕流影响的数值研究
2
作者 杨光 冀楠 +2 位作者 舒麟棹 钱志鹏 万德成 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2023年第4期528-534,共7页
在桥墩自由液面处加装防撞浮箱是目前常用的桥墩防撞方法。为了揭示防撞浮箱对桥墩绕流的影响,该文选取圆形桥墩,通过求解不可压缩流动RANS方程,采用雷诺应力(RSM)湍流模型,数值模拟了加装防撞浮箱的桥墩绕流。首先通过与圆柱绕流模型... 在桥墩自由液面处加装防撞浮箱是目前常用的桥墩防撞方法。为了揭示防撞浮箱对桥墩绕流的影响,该文选取圆形桥墩,通过求解不可压缩流动RANS方程,采用雷诺应力(RSM)湍流模型,数值模拟了加装防撞浮箱的桥墩绕流。首先通过与圆柱绕流模型试验的对比,验证了数值仿真方法的合理性和结果的精确度;然后再进行不同水深下,加装不同截面形状和不同截面尺寸防撞浮箱的桥墩绕流数值计算,分析了防撞浮箱和水深对桥墩阻力系数、流场结构以及桥墩局部冲刷的影响。结果表明:加装防撞浮箱将增大整个结构的阻力,改变桥墩后部的涡结构;防撞浮箱截面形状和尺寸的变化都会对桥墩绕流产生影响,进而影响桥墩自身结构和桥区航道的安全通航,此外水深变化也是不可忽略的因素。研究结果可为桥墩防撞浮箱设计提供相关参考。 展开更多
关键词 防撞浮箱 桥墩绕流 桥墩阻力 马蹄涡
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基于重叠网格的桥墩防撞浮箱流场特性数值研究 被引量：2
3
作者 冀楠 杨光 +2 位作者 舒麟棹 钱志鹏 万德成 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期26-35,77,共11页
为了揭示桥墩加装防撞浮箱后的水动力性能及流场特性,基于重叠网格方法,以典型的圆形自浮式浮箱-桥墩系统为例,采用雷诺应力(RSM)湍流模型,利用VOF方法捕捉自由液面,同时考虑浮箱升沉位移,建立了三维数值计算模型。通过与实验数据对比,... 为了揭示桥墩加装防撞浮箱后的水动力性能及流场特性,基于重叠网格方法,以典型的圆形自浮式浮箱-桥墩系统为例,采用雷诺应力(RSM)湍流模型,利用VOF方法捕捉自由液面,同时考虑浮箱升沉位移,建立了三维数值计算模型。通过与实验数据对比,验证了数值仿真方法的合理性和结果精确度;以重叠网格技术实现浮箱的升沉垂荡运动,研究了水流流速和水深变化对防撞浮箱的升沉垂荡、动力响应和流场特性的影响。研究结果表明:水流流速主要影响防撞浮箱的升沉位移值,而水深主要影响防撞浮箱的垂荡历程;防撞浮箱在3个方向上的力系数基本都是随水深的增加而下降,但较低流速时,力系数随水深的增加下降趋势较为平缓,纵向力系数随水深的增加先略微上升后再下降;防撞浮箱的垂荡与垂向力有关,较低流速下浮箱垂向力的变化周期随水深的增加而增大,较高流速下,防撞浮箱产生强烈的垂荡,周期变化规律完全消失。 展开更多
关键词 桥梁工程 船舶工程 防撞浮箱 桥墩绕流 重叠网格 马蹄涡 垂荡
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桥墩局部冲刷三维地形及水流结构特性试验研究 被引量：5
4
作者 陈铭 彭国平 +2 位作者 王浩 徐栋泽 李坚 《水力发电学报》 CSCD 北大核心 2021年第11期13-24,共12页
本文开展不同水流条件下单、双墩绕流冲刷试验,基于SFM方法实现冲刷地形三维重构,并使用粒子图像测速技术获取桥墩绕流二维流场,定量分析水流结构与冲刷地形之间耦合关系。结果表明:(1)通过运动摄像重构技术可实现冲刷地形三维重构,冲... 本文开展不同水流条件下单、双墩绕流冲刷试验,基于SFM方法实现冲刷地形三维重构,并使用粒子图像测速技术获取桥墩绕流二维流场,定量分析水流结构与冲刷地形之间耦合关系。结果表明:(1)通过运动摄像重构技术可实现冲刷地形三维重构,冲刷坑为不规则倒置圆锥体,模型前方及两侧冲刷深度最大,后方呈凸起形态。(2)随水流强度增大,坑深与坑径均线性增大,坑后沙堆长度与高度均增大,沙丘“尾鳍”夹角减小。冲刷坑面积与体积均随水流强度增大而增大,且随坑深增大呈开口向上抛物线趋势增大。(3)剪切应力下切作用将形成较深冲刷坑,位于桥墩两侧大尺度流向涡向下游延伸,促进冲刷坑后方倾斜凹槽形成。尾涡分离弱化,挟沙能力降低,桥墩下游出现泥沙堆积。 展开更多
关键词 桥墩绕流 局部冲刷 三维重构 水沙耦合
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MIKE21在圆形桥墩对河道洪水影响数值模拟中的探讨 被引量：13
5
作者 果有娜 《水利水电工程设计》 2012年第1期15-18,共4页
在对MIKE21软件的功能和局限性进行简单介绍的基础上,应用MIKE21模块对模拟河道进行非正交矩形和三角形网格剖分,对河道流场及圆形桥墩局部绕流进行数值模拟,得出建桥前后河道及桥墩局部的流场、流速和水位等值线,分析圆形桥墩对河道行... 在对MIKE21软件的功能和局限性进行简单介绍的基础上,应用MIKE21模块对模拟河道进行非正交矩形和三角形网格剖分,对河道流场及圆形桥墩局部绕流进行数值模拟,得出建桥前后河道及桥墩局部的流场、流速和水位等值线,分析圆形桥墩对河道行洪的影响。 展开更多
关键词 MIKE21 流场 流速 水位 等值线 桥墩绕流
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航速对桥区行进船舶受力和重心位置的影响研究 被引量：2
6
作者 李安斌 刘晓平 +2 位作者 叶玉康 张宇 徐大彬 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2018年第10期92-97,共6页
航行船舶与桥墩间的水动力作用随航行速度不同而变化,致使船舶在航行过程中受力及航行姿态发生变化。采用物理模型试验验证和数学模型计算相结合的方法,以船舶航速为变量,分析了船舶沿程受力、艏摇力矩及重心位移受航速影响的变化规律... 航行船舶与桥墩间的水动力作用随航行速度不同而变化,致使船舶在航行过程中受力及航行姿态发生变化。采用物理模型试验验证和数学模型计算相结合的方法,以船舶航速为变量,分析了船舶沿程受力、艏摇力矩及重心位移受航速影响的变化规律。研究表明:随着航速的增加,船舶受到的横荡力、艏摇力矩正负峰值相应增加;船舶航速越高,船艏驶至桥墩尾涡负压区时,船舶越容易横向靠近桥墩;船尾驶至桥墩尾涡负压区时,航速越高,船尾越容易横扫桥墩,且后续航行过程中船舶横向远离桥墩偏航越大。研究成果可为后续研究船舶运行安全性和工程中确定安全的船桥间距提供参考。 展开更多
关键词 桥墩绕流 数值模拟 艏摇力矩 重心位置 UDF(用户自定义函数)
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