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大型淹没齿型丁坝水流力计算方法与敏感性因素分析研究
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作者 刘辉 闫杰超 《交通与港航》 2025年第1期79-86,共8页
为研究一种大型混凝土淹没齿型丁坝构件,通过CFD软件建立了大型淹没齿型丁坝三维水动力数学模型,数值模型采用试验实测资料开展验证工作。对大型淹没齿型丁坝水流力以及水流力系数影响参数敏感性进行分析,并通过分析不同影响参数与水流... 为研究一种大型混凝土淹没齿型丁坝构件,通过CFD软件建立了大型淹没齿型丁坝三维水动力数学模型,数值模型采用试验实测资料开展验证工作。对大型淹没齿型丁坝水流力以及水流力系数影响参数敏感性进行分析,并通过分析不同影响参数与水流力系数之间响应关系,采用SPSS分析软件对大型淹没齿型丁坝水流力系数进行多元函数拟合,得到大型淹没齿型丁坝水流力预测函数。同时,得到影响水流力系数各敏感参数与大型淹没齿型丁坝水流力系数之间的变化规律。经确定性分析验证,大型淹没齿型丁坝水流力数值预测函数能够较好地对模拟值与实测值进行预测,研究成果能够为实际工程提供科学的依据与指导。 展开更多
关键词 数值模拟 物理模型试验 丁坝水流力 水流力系数 敏感性
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《港口工程荷载规范》船舶水流力计算公式的修正方法
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作者 刘军其 戈龙仔 +1 位作者 李焱 陈汉宝 《中国港湾建设》 2024年第9期1-7,87,共8页
随着船舶大型化和停泊水域动力环境复杂化,利用现行JTS 144-1—2010《港口工程荷载规范》附录F计算船舶水流力时,发现公式中存在诸多缺陷,主要为:1)相对水深适用范围窄;2)水流流向角分区段计算方法不统一;3)纵、横向水流分力的作用点不... 随着船舶大型化和停泊水域动力环境复杂化,利用现行JTS 144-1—2010《港口工程荷载规范》附录F计算船舶水流力时,发现公式中存在诸多缺陷,主要为:1)相对水深适用范围窄;2)水流流向角分区段计算方法不统一;3)纵、横向水流分力的作用点不明确;4)引用相关数据缺陷等。严重制约标准规范的推广应用。因此,基于标准修正专项的研究,通过收集比对国外标准和规范等资料,以及结合笔者前期所开展大量船舶物理模型试验结果等方法,得到了将现行规范水流力计算公式中相对水深适用条件由1.5扩大至6.0;提出了以船舶中心为力作用点的新坐标系下,采用横向分力、纵向分力和偏心力矩3部分组成的水流力计算修正方法,满足了规范修正目的。 展开更多
关键词 船舶水流力 相对水深 水流力系数 计算方法
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跨海大桥沉井水中沉放流场及水流力模拟研究
3
作者 欧阳石 李勇海 +3 位作者 杨嘉毅 严冰 欧阳群安 李泽 《水道港口》 2024年第3期339-349,共11页
水中沉放是设置沉井施工的重要环节,明晰沉放过程中周围流场结构及受力特性是开展沉井沉放施工的基本前提。文章以西堠门公铁两用跨海大桥#4墩嵌入式设置沉井为研究对象,通过采用数值模拟方法分析了沉井基坑开挖对周围流场的影响,研究... 水中沉放是设置沉井施工的重要环节,明晰沉放过程中周围流场结构及受力特性是开展沉井沉放施工的基本前提。文章以西堠门公铁两用跨海大桥#4墩嵌入式设置沉井为研究对象,通过采用数值模拟方法分析了沉井基坑开挖对周围流场的影响,研究了不同沉深及不同流速条件下的沉井内外流场形态与所受水流力,获得了绕流特征与沉井受力随沉深及流速的变化规律。结果表明:受沉井形态及基坑地形影响,三维绕流特性较为显著;入水沉放深度对竖向绕流形态、紊动强度等参量具有显著影响;不同来流速度下的绕流形态、流场速度分布规律、相对紊动强度较为一致;受尾涡脱落影响,沉井所受横、纵向水流力均会伴随一定幅值的波动,均值与沉深、来流速度具有较好的正相关关系;基坑的存在降低了沉井竖向阻塞作用,会减小沉井所受水流力。 展开更多
关键词 设置沉井 水中沉放 流场特征 水流力 数值模拟 跨海大桥
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齿型构件混合堤正交丁坝水流力数值模拟 被引量:5
4
作者 闫杰超 夏云峰 +2 位作者 张蔚 徐华 赵泽亚 《水运工程》 北大核心 2017年第4期1-7,共7页
为研究长江南京以下12.5 m深水航道整治工程齿型构件混合堤正交丁坝水流力特性,采用RNG k-ε湍流模型,建立了三维水动力数学模型。通过实测流速、水位以及构件水流力数据进行模型验证,验证结果良好。利用该数学模型对齿型构件混合堤正... 为研究长江南京以下12.5 m深水航道整治工程齿型构件混合堤正交丁坝水流力特性,采用RNG k-ε湍流模型,建立了三维水动力数学模型。通过实测流速、水位以及构件水流力数据进行模型验证,验证结果良好。利用该数学模型对齿型构件混合堤正交丁坝水流力随流速、水深与坝长的变化规律展开研究,对齿型构件混合堤正交丁坝水流力轴线分布规律进行探讨。 展开更多
关键词 12.5M深水航道 数值模拟 正交丁坝 水流力 水流力分布
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施工期桥梁围堰水流力研究 被引量:9
5
作者 胡勇 杨进先 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期12-15,共4页
桥梁围堰水流力的研究对围堰的设计、施工具有重要的理论意义和实用价值。在国内外现有研究成果的基础上,通过数学模型和物理模型试验相结合的方法,对不同形状桥梁围堰在不同工况下(不同水深、不同吃水深度、不同流速、不同水流夹角、... 桥梁围堰水流力的研究对围堰的设计、施工具有重要的理论意义和实用价值。在国内外现有研究成果的基础上,通过数学模型和物理模型试验相结合的方法,对不同形状桥梁围堰在不同工况下(不同水深、不同吃水深度、不同流速、不同水流夹角、围堰单独作用及围堰与桩基共同作用下进行193组工况组合)的水流力进行系统研究,特别是对目前国内外研究较少的水流横向作用力及桩对围堰水流力影响等问题进行详细的分析研究,得出顺向水流力和横向水流力的变化规律及计算方法。 展开更多
关键词 围堰 数学模型 物理模型试验 水流力 计算方法 桩群影响
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大型油轮水流力试验研究 被引量:9
6
作者 李叶兴 陈国平 +1 位作者 严士常 林在彬 《水运工程》 北大核心 2012年第9期12-17,共6页
大型油轮的水流力是开敞式深水码头设计中的重要参数之一。分别对JTS 144-1—2010《港口荷载工程规范》、OPTIMOOR计算软件、英国BS 6349规范、石油公司国际海运论坛《系泊设备指南》以及MIL-HDBK等5种船舶水流力计算方法进行对比分析,... 大型油轮的水流力是开敞式深水码头设计中的重要参数之一。分别对JTS 144-1—2010《港口荷载工程规范》、OPTIMOOR计算软件、英国BS 6349规范、石油公司国际海运论坛《系泊设备指南》以及MIL-HDBK等5种船舶水流力计算方法进行对比分析,并通过物理模型试验进行验证。研究结果表明:我国现行《港口工程荷载规范》关于船舶水流力的计算公式当15°<θ<165°时与试验结果相差较大,而国外规范计算结果与试验结果符合较好。因此,建议船舶水流力的纵向分力采用英国BS6349规范计算,横向分力采用OCIMF《系泊设备指南》中的公式来计算。 展开更多
关键词 船舶水流力 大型油轮 流向角
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考虑水流力作用的锚链力计算方法 被引量:6
7
作者 陈云鹤 赵晶 《解放军理工大学学报(自然科学版)》 EI 北大核心 2016年第2期116-120,共5页
为了研究水流对锚链力的影响,对锚链悬链段采用了质点-弹簧模型,考虑锚链受到的水流力和弹性变形的影响因素,将各点的静力平衡方程相互叠加,建立了锚链力方程并进行了算例的计算。在流速较大时,使用经典悬链线方程计算锚链力的误差较大... 为了研究水流对锚链力的影响,对锚链悬链段采用了质点-弹簧模型,考虑锚链受到的水流力和弹性变形的影响因素,将各点的静力平衡方程相互叠加,建立了锚链力方程并进行了算例的计算。在流速较大时,使用经典悬链线方程计算锚链力的误差较大;当水深超过15m后,3种轻质锚链的锚链力误差均超过5%。研究表明,在锚链力、锚链悬链段形态和水平投影长度方面,锚链力方程的计算结果较经典悬链线方程的偏大,且计算结果受流速和水深的影响。 展开更多
关键词 经典悬链线方程 质点-弹簧模型 水流力 弹性变形 锚链
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哑铃形咬合桩围堰水流力作用试验研究 被引量:3
8
作者 刘勇 祝兵 +1 位作者 张程然 张家玮 《铁道标准设计》 北大核心 2020年第10期72-76,共5页
内陆河流的桥梁基础在施工期间可能遭遇洪水侵袭,对围堰基础和内部支撑产生影响。桥梁围堰水流力的研究对围堰的设计、施工具有重要的理论意义和实用价值。针对哑铃形围堰,开展1∶100模型试验,将数值模拟结果与试验结果进行对比验证,分... 内陆河流的桥梁基础在施工期间可能遭遇洪水侵袭,对围堰基础和内部支撑产生影响。桥梁围堰水流力的研究对围堰的设计、施工具有重要的理论意义和实用价值。针对哑铃形围堰,开展1∶100模型试验,将数值模拟结果与试验结果进行对比验证,分析哑铃形围堰结构在水流作用下的受力特点,研究其在不同流速、吃水深度、水流夹角下的水流力作用。研究结果表明:试验中较高流速下的水流力系数基本平稳,且水流力与流速平方成正比;水流力与吃水深度几乎成正比关系;随着流向角增大,顺向水流力减小,横向水流力非线性增大;试验结果与采用原始比例的数值模拟结果基本吻合。 展开更多
关键词 哑铃形围堰 水流力 模型试验 数值模拟 水流夹角 吃水深度
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峡岛湍流海域水流力荷载计算方法探讨 被引量:1
9
作者 刘建波 何超然 +2 位作者 杨炎华 张磊 董海洋 《人民长江》 北大核心 2019年第1期184-190,共7页
与常规明渠流断面流速对数分布形态不同,外海连岛间海域断面流速呈现出复杂的分布特征,其主要原因在于凹凸不平海床面对海域流场分布有很大的影响。通过室内模型试验发现,峡岛湍流海域垂线流速基本呈二次抛物线分布形态,随后通过分析计... 与常规明渠流断面流速对数分布形态不同,外海连岛间海域断面流速呈现出复杂的分布特征,其主要原因在于凹凸不平海床面对海域流场分布有很大的影响。通过室内模型试验发现,峡岛湍流海域垂线流速基本呈二次抛物线分布形态,随后通过分析计算提出了以等效坡度为主因子的湍流流速分布公式。该公式计算结果与现场实测结果比较吻合,同时还给出了以抛物线分布形态为基准的水流力荷载计算修正系数。研究成果可为峡岛海域的工程结构设计提供参考。 展开更多
关键词 水流力 修正系数 湍流流速 断面流速分布 等效坡度 峡岛海域
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南京长江三桥南塔钢套箱受水流力作用的试验研究 被引量:4
10
作者 王超 冯斌 《世界桥梁》 2004年第1期38-40,共3页
介绍南京长江三桥主桥钢套箱水流力试验的方法及结果,对试验得出的数据进行了分析,对"哑铃型"钢套箱所受的横向水流力和纵向水流力的系数的规律进行了分析比较。
关键词 斜拉桥 钢套箱 水流力 试验研究
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大型桥梁沉井下沉过程中的水流力数值模拟 被引量:9
11
作者 魏凯 杨雄欣 +2 位作者 刘强 姜沫臣 周聪 《铁道标准设计》 北大核心 2020年第11期62-67,共6页
跨江桥梁大型沉井在下沉定位过程中会受到复杂的水流力作用。采用雷诺时均Navier-Stokes方程(RANS)和RNG k-ε湍流模型,考虑开挖基坑的影响,在计算流体动力学(CFD)软件中建立某桥梁大型沉井在不同入水深度时的三维足尺数值模型,计算不... 跨江桥梁大型沉井在下沉定位过程中会受到复杂的水流力作用。采用雷诺时均Navier-Stokes方程(RANS)和RNG k-ε湍流模型,考虑开挖基坑的影响,在计算流体动力学(CFD)软件中建立某桥梁大型沉井在不同入水深度时的三维足尺数值模型,计算不同流速、不同入水深度时沉井周围及内部流场特性、湍流特征和沉井动水压强,分析沉井受到的水流力随入水深度的变化规律。研究表明:开挖基坑会增大边界层高度,同时降低断面平均流速;在沉井定位下沉过程中,水流最大流速位于沉井4个角点处;沉井外围近壁面底部和基坑表面形状变化处水流湍流强度较大;沉井会受到非均匀分布的动水压强,最大值出现在4个角点处,且动水压强随着沉井入水深度增加而增大;CFD数值计算得到的水流力随入水深度增加先增大后减小。 展开更多
关键词 桥梁沉井 基坑开挖 下沉过程 水流力 流场特性 数值模拟
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船舶所受水流力国内外规范对比分析 被引量:1
12
作者 陈志乐 杨静思 《水运工程》 北大核心 2022年第11期93-98,共6页
码头结构设计和系船柱选型以船舶系缆力为重要条件,而各国规范中的船舶系缆力计算方法不尽相同。针对船舶所受水流力的计算方法差异,选取中国JTS、西班牙ROM、OCIMF指南、英国BS 6349共4种常用码头结构设计规范进行对比,并以30万t油船... 码头结构设计和系船柱选型以船舶系缆力为重要条件,而各国规范中的船舶系缆力计算方法不尽相同。针对船舶所受水流力的计算方法差异,选取中国JTS、西班牙ROM、OCIMF指南、英国BS 6349共4种常用码头结构设计规范进行对比,并以30万t油船为例进行水流力的计算和分析。结果表明:1)各国规范对于船舶所受水流力的计算公式、相对水深比、设计流速、适应范围等均存在一定差异;2)对于30万t油船,ROM计算所得的船舶所受水流力最大,BS 6349最小。结论可供类似工程设计参考。 展开更多
关键词 船舶所受水流力 国内外规范 计算公式
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深水航道整治中新型结构淹没丁坝水流力特性研究 被引量:11
13
作者 蔡喆伟 夏云峰 +1 位作者 徐华 闫杰超 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期16-23,共8页
为研究新型结构淹没丁坝的水流力特性,基于有限体积法与自由液面捕捉法,通过流体计算软件Fluent建立三维数学模型对不同流速、水深与坝长条件下新型结构齿形丁坝的水流力特性进行研究。同时,设计了比尺为1∶50的物理模型对不同坝长条件... 为研究新型结构淹没丁坝的水流力特性,基于有限体积法与自由液面捕捉法,通过流体计算软件Fluent建立三维数学模型对不同流速、水深与坝长条件下新型结构齿形丁坝的水流力特性进行研究。同时,设计了比尺为1∶50的物理模型对不同坝长条件下新型结构丁坝水流力进行补充验证,数值模拟结果与试验结果符合良好。研究不仅得到了丁坝流场流速与水深的分布规律,同时分析了不同流速、水深与坝长条件下新型结构齿形丁坝的水流力响应规律,进而通过量纲处理分析了相对坝长与淹没度对水流力系数的响应规律,通过独立化分析的方法分别探讨了相对坝长与淹没度对丁坝水流力系数的敏感性。研究成果为新型淹没丁坝在长江南京以下12.5 m深水航道整治工程的应用提供一定的技术支撑与科学指导。 展开更多
关键词 深水航道 齿形结构淹没丁坝 数值模拟 水流力 敏感性
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滨海电站取水对港内船舶水流力试验研究 被引量:2
14
作者 韩春晓 杨艳静 +3 位作者 陈汉宝 沈文君 周志博 张亚敬 《水道港口》 2021年第2期214-219,共6页
滨海电站的取水设施是供水系统的重要组成部分,合理的取水方案设计关系到电厂投资和安全运行。通过物理模型试验,从电站取水对港内船舶安全影响角度对取水方案给出评价。试验模拟了不同取水布置方案下港内的流场变化,测试了航道与港池... 滨海电站的取水设施是供水系统的重要组成部分,合理的取水方案设计关系到电厂投资和安全运行。通过物理模型试验,从电站取水对港内船舶安全影响角度对取水方案给出评价。试验模拟了不同取水布置方案下港内的流场变化,测试了航道与港池的流速分布以及失去动力的船舶处于不同位置时所受的水流力大小。试验结果表明:各取水方案对港池内流场影响均较小,对口门航道处流场影响明显,取水口位置正对航道的布置方案下,取水产生的横向水流力较强,会对港内无动力船舶产生较大安全影响。从安全角度考虑,推荐采用取水口面对港池的布置方案。 展开更多
关键词 滨海电站 取水方案 无动 水流力
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小流向角下的30万吨级油船水流力试验 被引量:4
15
作者 栗珂 郑金海 +2 位作者 严士常 黄鑫 李方明 《水运工程》 北大核心 2018年第11期60-63,67,共5页
现行的《港口工程荷载规范》没有体现出小流向角对船舶水流力的影响,而船舶水流力的变化与流向角及流速密切相关。为精细化研究小流向角及流速对系泊船舶的作用力影响规律,基于物理模型试验,研究流速为1. 0、1. 5、2. 0 m/s,流向角θ为0... 现行的《港口工程荷载规范》没有体现出小流向角对船舶水流力的影响,而船舶水流力的变化与流向角及流速密切相关。为精细化研究小流向角及流速对系泊船舶的作用力影响规律,基于物理模型试验,研究流速为1. 0、1. 5、2. 0 m/s,流向角θ为0°~15°的条件时30万吨级油船的船舶水流力的变化规律。结果表明,纵向力和横向力均随着流速的增大而增大;当流向角θ为0°~15°时,纵向水流力与使用规范公式的计算结果吻合较好,横向水流力的试验结果约为计算值的2倍。 展开更多
关键词 船舶水流力 30万吨级 流向角 流速
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绞吸船水流力的数值模拟研究 被引量:2
16
作者 王胜勇 王冬姣 季勇志 《中国港湾建设》 2017年第5期10-14,共5页
利用CFD方法对7025型绞吸船遭遇不同来流攻角时的周围流场进行了数值模拟,得出作用在绞吸船上的水流力系数随来流攻角和水深的变化关系。结果表明:水深对桥架纵向水流力影响较大而对横向水流力和纵摇力矩系数的影响较小。结果可为绞吸... 利用CFD方法对7025型绞吸船遭遇不同来流攻角时的周围流场进行了数值模拟,得出作用在绞吸船上的水流力系数随来流攻角和水深的变化关系。结果表明:水深对桥架纵向水流力影响较大而对横向水流力和纵摇力矩系数的影响较小。结果可为绞吸船施工作业提供指导。 展开更多
关键词 绞吸船 水流力系数 数值模拟
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基于CFX的齿型构件混合堤翻坝水流力分析 被引量:2
17
作者 贝建忠 孙克俐 +1 位作者 李元音 马燕 《港工技术》 2017年第1期7-11,共5页
基于CFX流体计算软件,对齿型构件混合堤翻坝水流的流场进行数值模拟。分析翻坝水流自由液面及流场的变化,提取作用在齿型构件上的水流力,并与理论公式计算所得水流力进行对比。结果表明,CFX可用于计算复杂几何体所受的水流力,而由于齿... 基于CFX流体计算软件,对齿型构件混合堤翻坝水流的流场进行数值模拟。分析翻坝水流自由液面及流场的变化,提取作用在齿型构件上的水流力,并与理论公式计算所得水流力进行对比。结果表明,CFX可用于计算复杂几何体所受的水流力,而由于齿型构件混合堤翻坝水流流场与绕流流场相比发生了本质性的变化,其水流力的计算不能直接采用水流力计算的理论公式。 展开更多
关键词 翻坝水流 标准k-ε湍流模型 VOF方法 自由表面 流场 水流力
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中英规范下大型集装箱船靠泊开敞式码头的水流力计算 被引量:1
18
作者 秦晓宇 《水运工程》 北大核心 2021年第9期44-48,共5页
针对大型集装箱船靠泊码头时产生的水流力进行研究,分别依据JTS 144-1—2010《港口荷载工程规范》、英国BS 6349-1规范对水流力的计算方法及公式中采用的相关系数做了无因次化比较。结合工程实例,应用OPTIMOOR软件对大型集装箱船舶在不... 针对大型集装箱船靠泊码头时产生的水流力进行研究,分别依据JTS 144-1—2010《港口荷载工程规范》、英国BS 6349-1规范对水流力的计算方法及公式中采用的相关系数做了无因次化比较。结合工程实例,应用OPTIMOOR软件对大型集装箱船舶在不同流向角下的水流力进行计算和模拟。结果表明:1)水流力的大小对相对水深比非常敏感。2)英标计算得出的横向水流力结果大于国标计算结果,而英标计算出的纵向水流力计算结果远小于国标。3)应用国标计算水流力时,船舶水下部分垂直和平行水流方向的投影面积需要修正。 展开更多
关键词 系缆 水流力 大型集装箱船 水工建筑物
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三维复杂群桩水流力特性数值模拟研究 被引量:2
19
作者 闫杰超 徐华 《港工技术》 2020年第2期1-5,共5页
本文利用ANSYS Fluent,通过建立的三维水动力数值模型研究了矩型圆柱群桩在不同桩距条件下的水流纵向水流力、横向水流力及总水流力分布规律。同时,对目前实际工程中常用的菱型、圆型及哑铃型圆柱群桩在不同桩距下的纵向水流力、横向水... 本文利用ANSYS Fluent,通过建立的三维水动力数值模型研究了矩型圆柱群桩在不同桩距条件下的水流纵向水流力、横向水流力及总水流力分布规律。同时,对目前实际工程中常用的菱型、圆型及哑铃型圆柱群桩在不同桩距下的纵向水流力、横向水流力及总水流力进行了研究。 展开更多
关键词 数值模拟 群桩 水流力 分布规律
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不同工况下巨型沉井水流力及流场研究 被引量:4
20
作者 韩鹏鹏 冯先导 《水运工程》 北大核心 2021年第9期28-32,共5页
水流经过沉井时,由于沉井对过水断面的压缩造成沉井周围流场的变化。为了探索不同流速、流向和水深工况下沉井受力变化,在模型试验与CFD数值模拟的基础上,采用控制变量法对沉井在着床、浮运过程中的流场变化规律进行研究;针对规范公式... 水流经过沉井时,由于沉井对过水断面的压缩造成沉井周围流场的变化。为了探索不同流速、流向和水深工况下沉井受力变化,在模型试验与CFD数值模拟的基础上,采用控制变量法对沉井在着床、浮运过程中的流场变化规律进行研究;针对规范公式对大型结构计算存在的不足,提出对侧压缩系数进行修正。计算结果表明:随着流速的增加,水流力与流速呈抛物线分布;随着水流流向角的增加,沉井受到的纵向和横向水流力同时呈现增加的态势;在沉井逐渐抬升的过程中,水流呈先增加后减小的趋势,当沉井底部与河床相距超过10m后,沉井所受水流力将不受水深影响而保持稳定。 展开更多
关键词 沉井 水流力 流场分析 计算流体动
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