| 破碎波作用下圆端形桥墩受力特性数值模拟 |
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| 引用本文： | 魏凯,姜沫臣,洪杰.破碎波作用下圆端形桥墩受力特性数值模拟[J].海洋工程,2021,39(5):111-118. |
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| 作者姓名： | 魏凯 姜沫臣 洪杰 |
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| 作者单位： | 西南交通大学 土木工程学院 桥梁工程系, 四川 成都 610031 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目（51978578） |
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| 摘 要： | 当波浪由外海向跨海桥梁所在的近岸海域传播时,随着水深急剧变浅,波浪会发生破碎。强非线性的破碎波会给桥墩结构带来极大冲击作用。基于计算流体力学(CFD)数值软件Flow-3D建立三维数值水槽,造波边界设为斯托克斯五阶波。通过在数值水槽中建立逐渐浅化的三维地形,采用k-ω湍流模型求解雷诺平均N-S(RANS)方程,模拟破碎波冲击桥墩。与前人水槽试验及数值模拟结果进行比对,验证数值水槽的有效性。采用验证过的数值水槽,研究了不同入射波高和周期下的破碎波浪特性,计算了不同长宽比圆端形桥墩在不同入射波高的破碎波作用下受力和流场变化,讨论了最大压强作用点、准静态力和冲击力随桥墩长宽比的变化规律。研究表明:与前人试验和数值模拟相比,所建立的数值水槽具有较高精度;圆端形桥墩破波力随桥墩长宽比增大,先增大后趋于稳定,破波力峰值随着入射波高的增大而增大,同时,圆端形桥墩破波力峰值主要由冲击力控制。进行跨海桥梁圆端形桥墩设计时,应重点关注桥墩长宽比和破碎波冲击力的影响。
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| 关 键 词： | 破碎波 数值模拟 圆端形桥墩 长宽比 破波力 跨海桥梁 |
| 收稿时间： | 2020/10/19 0:00:00 |
Numerical simulation of mechanical characteristics of round ended pier impacted by breaking wave |
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| WEI Kai,JIANG Mochen,HONG Jie.Numerical simulation of mechanical characteristics of round ended pier impacted by breaking wave[J].Ocean Engineering,2021,39(5):111-118. |
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| Authors: | WEI Kai JIANG Mochen HONG Jie |
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| Institution: | Department of Bridge Engineering, School of Civil Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | breaking wave numerical simulation round ended pier aspect ratio breaking wave force sea-crossing bridge |
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