期刊检索

  • 2024年第56卷
  • 2023年第55卷
  • 2022年第54卷
  • 2021年第53卷
  • 2020年第52卷
  • 2019年第51卷
  • 2018年第50卷
  • 2017年第49卷
  • 2016年第48卷
  • 2015年第47卷
  • 2014年第46卷
  • 2013年第45卷
  • 2012年第44卷
  • 2011年第43卷
  • 2010年第42卷
  • 第1期
  • 第2期

主管单位 中华人民共和国
工业和信息化部
主办单位 哈尔滨工业大学 主编 李隆球 国际刊号ISSN 0367-6234 国内刊号CN 23-1235/T

期刊网站二维码
微信公众号二维码
引用本文:熊文,姚浩,CAI C. S.,叶见曙.冲刷环境对桥墩冲刷空间形态影响的仿真分析[J].哈尔滨工业大学学报,2016,48(3):108.DOI:10.11918/j.issn.0367-6234.2016.03.018
XIONG Wen,YAO Hao,CAI C. S.,YE Jianshu.A simulation analysis on 3D bridge scour developments by various environment parameters[J].Journal of Harbin Institute of Technology,2016,48(3):108.DOI:10.11918/j.issn.0367-6234.2016.03.018
【打印本页】   【HTML】   【下载PDF全文】   查看/发表评论  下载PDF阅读器  关闭
过刊浏览    高级检索
本文已被:浏览 1692次   下载 1166 本文二维码信息
码上扫一扫!
分享到: 微信 更多
冲刷环境对桥墩冲刷空间形态影响的仿真分析
熊文1, 姚浩1, CAI C. S.2, 叶见曙1
(1.东南大学 交通学院,210096 南京;2.路易斯安那州立大学 土木与环境工程系,70803 美国 路易斯安那州 巴吞鲁日)
摘要:
为研究环境对桥墩冲刷的影响,基于K-ε湍流模型建立了桥墩冲刷及冲刷环境数值仿真模型.对其三维仿真建模过程中的4个关键问题分别进行深入研究并提出优选的解决方法,特别关注三维边界条件的动态更新以及计算收敛性的算法改进.进而利用B.W.Melville经典实验对提出的桥墩冲刷精细化仿真方法从空间形态的角度进行多方面准确性验证.最后基于该精细化仿真方法,对CFD计算软件Fluent二次开发,进行精细化参数分析.计算结果表明:桥墩尺寸与最大冲刷深度以及流速与最大冲刷深度均存在近似线性关系,选择合适的桥墩形式、降低桥墩有效宽度、降低墩前水流流速以及选择合适的水流深度均可明显降低桥墩冲刷深度.不同冲刷环境参数取值对桥墩冲刷空间形态所产生的不同影响可以为桥墩主动抗冲刷设计与选型提供合理的理论基础与依据.
关键词:  桥墩冲刷  仿真建模  几何参数  流场形态参数  参数分析  抗冲刷设计
DOI:10.11918/j.issn.0367-6234.2016.03.018
分类号:U442.5
文献标识码:A
基金项目:国家自然科学基金(51208097); 高等学校博士学科点专项科研基金(20120092120058); 中央高校基本科研业务费专项资金资助.
A simulation analysis on 3D bridge scour developments by various environment parameters
XIONG Wen1,YAO Hao1, CAI C. S.2,YE Jianshu1
(1. School of Transportation, Southeast University, 210096 Nanjing, China; 2. Department of Civil and Environmental Engineering, Louisiana State University, 70803 Baton Rouge, LA, USA)
Abstract:
To investigate the influence on bridge scour from environments, a K-ε turbulence model was applied in the present study to simulate the complicated flow filed and local scour around bridge pier. Four key problems for a fine 3D scour simulation were discussed in details and the corresponding solutions were also given. More attentions were especially paid to the dynamic updating of boundary condition and the optimized iteration convergence of programing algorithm. The accuracy of the proposed simulation was fully verified by comparing to the classic B. W. Melville experiment from the viewpoint of 3D performance during the scour. By re-developing the CFD Fluent program following the proposed solution, a parametric study was conducted by varying several scour environment parameters. The results show that the maximum scour depth has an approximate linear relationship with the pier measurements and average velocity of flow. A good selection of pier shapes, a narrow effective pier width, a slow average velocity of flow, and a proper water depth would all reduce the scour depth of piers. A conclusion can also be drawn regarding the influences of different environment parameters on the 3D scour development, which should be a rational theoretical basis for the active anti-scour design for piers.
Key words:  pier scour  model simulation  geometric parameters  flow field parameters  parametric study  anti-scour design

友情链接LINKS