桥台局部冲刷形态的CFD动态仿真

发布时间：2019-03-12 15:04

【摘要】：以现有半圆形桥台冲刷试验研究报道为基础,通过计算流体动力学(CFD)方法数值模拟冲刷发展过程中桥台周围复杂的三维流场及变化,依次确定河床切应力、泥沙运动状况和输沙率,基于计算区域边界的动态变化和相应的网格跟踪,通过连续的CFD模拟和河床泥沙输运计算,获得桥台周围冲刷坑的发展和最大冲刷坑形态。平衡冲刷状态下桥台周围水流速度场分布、河床切应力分布,以及冲刷坑形态等与试验研究结果的较好吻合,说明基于CFD模拟和泥沙运动理论的方法可用来研究桥台局部冲刷问题。
[Abstract]:Based on the existing semi-circular abutment scour test report, the complex three-dimensional flow field and its variation around the abutment during the scour development were numerically simulated by the computational fluid dynamics (CFD) method, and the shear stress of the river bed was determined in turn. The development of scour pits around the abutment and the shape of the maximum scour pits are obtained by continuous CFD simulation and river bed sediment transport calculation based on the dynamic variation of the calculated regional boundary and the corresponding grid tracking. The velocity distribution around the abutment, the shear stress distribution of the riverbed and the shape of the scour pit are in good agreement with the experimental results under the equilibrium scour condition. It is shown that the method based on CFD simulation and sediment movement theory can be used to study the local scour of abutment.
【作者单位】： 湖南大学;
【基金】：国家自然科学基金(51278191) 湖南省高校创新平台开放基金(13K016)
【分类号】：U443.21;U442.39

【参考文献】

相关期刊论文 前4条

1 陈小莉;马吉明;;桥台局部冲刷坑内水流运动的三维数值模拟[J];水动力学研究与进展A辑;2007年06期

2 王亚玲,周玉利,徐晓菊;影响桥台冲刷各因素的试验研究[J];西安公路交通大学学报;1998年03期

3 祝志文;刘震卿;;圆柱形桥墩周围局部冲刷的三维数值模拟[J];中国公路学报;2011年02期

4 高冬光,田伟平,张义青,王亚玲;桥台的冲刷机理和冲刷深度[J];中国公路学报;1998年01期

【共引文献】

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1 田伟平,李惠萍,武炎;沿河公路的丁坝群冲刷防护试验研究[J];重庆交通学院学报;2003年03期

2 李诚,杨宜章,贺晖;桥台清水冲刷计算公式的试验验证与分析改进[J];长沙交通学院学报;1999年04期

3 程永舟,胡旭跃,沈小雄;建筑物基础冲刷深度的可靠性分析[J];长沙交通学院学报;2004年03期

4 胡旭跃;孟庆峰;莫静琳;程永舟;;桥墩局部冲刷深度模糊神经网络解的初步探讨[J];交通科学与工程;2009年01期

5 李诚,李梦成,蒋焕章;桥台局部冲刷的计算方法[J];长沙铁道学院学报;2001年01期

6 孙进;;天山公路路基水毁凹岸挡墙冲刷深度计算水工模型公式的建立[J];国防交通工程与技术;2010年04期

7 王亚玲;国内外桥台冲刷计算的主要成果及发展趋势[J];公路;1999年09期

8 陈远川;陈洪凯;;山区沿河公路地质风险分类[J];公路;2012年10期

9 王帅;张社荣;戚蓝;王高辉;;基于CFD的防淘墙河床冲刷模拟方法[J];水利与建筑工程学报;2013年01期

10 张芝永;拾兵;范菲菲;阮雪景;;近床面水平圆柱局部冲刷二维数值模拟[J];计算力学学报;2012年05期

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1 假冬冬;非均质河岸河道摆动的三维数值模拟[D];清华大学;2010年

2 陈小莉;局部绕流冲刷机理及数值模拟研究[D];清华大学;2008年

3 马保成;公路水毁灾害识别技术研究[D];长安大学;2011年

4 张秀芳;非恒定流作用下丁坝水毁试验研究[D];重庆交通大学;2012年

5 陈远川;山区沿河公路水毁评估与减灾方法研究[D];重庆交通大学;2012年

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1 曹友贤;高烈度地震区浸水路基变形特征分析及防护措施研究[D];成都理工大学;2011年

2 王军;桥梁墩台及丁坝冲刷的护坦防护试验研究[D];长安大学;2001年

3 韩海骞;潮流作用下桥墩局部冲刷研究[D];浙江大学;2006年

4 黄志才;山区公路沿河路基冲刷机理和防治技术研究[D];重庆交通学院;2004年

5 孙庆楠;桥台局部流场及最大平衡冲刷的平面二维数值模拟[D];北京交通大学;2008年

6 孟庆峰;桥墩局部冲刷深度预测方法研究[D];长沙理工大学;2008年

7 付晓丽;河湾下游斜交桥水流及冲刷特性研究[D];河北工程大学;2008年

8 刘长波;涉水工程对河道行洪及冲淤叠加影响的初步研究[D];长江科学院;2010年

9 韩敏;单圆柱桥墩绕流紊动特性试验研究[D];西北农林科技大学;2010年

10 张显辉;双排圆柱桥墩绕流脉动特性试验研究[D];西北农林科技大学;2010年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前9条

1 ;EXPERIMENTS ON FLOW AROUND A CYLINDER IN A SCOURED CRANNEL BED[J];International Journal of Sediment Research;2001年04期

2 彭静,玉井信行,河原能久;丁坝坝头冲淤的三维数值模拟[J];泥沙研究;2002年01期

3 甘明辉,杨国录,吴虹娟,余明辉,谢翠松,袁雄燕;沙质河床二维粗化数值模拟初探[J];水动力学研究与进展(A辑);2002年06期

4 陈小莉;马吉明;;桥台局部冲刷坑内水流运动的三维数值模拟[J];水动力学研究与进展A辑;2007年06期

5 崔占峰;张小峰;冯小香;;丁坝冲刷的三维紊流模拟研究[J];水动力学研究与进展A辑;2008年01期

6 马福喜，，牛文臣，孙东坡;三维水流河床变形数学模型[J];水动力学研究与进展(A辑);1996年03期

7 王亚玲，周玉利，高冬光;桥台冲刷机理和计算方法[J];西安公路交通大学学报;1994年04期

8 祝志文,陈政清;数值模拟桥梁断面气动导数和颤振临界风速[J];中国公路学报;2004年03期

9 祝志文;陈政清;顾明;;桥梁气弹响应分析的时域气动模型[J];中国公路学报;2007年06期

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1 陆永军;三维紊流泥沙数学模型及其应用[D];南京水利科学研究院;2002年

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3 刘保军;陈明栋;杨忠超;杨胜发;;异形桥墩冲刷试验研究[J];重庆交通学院学报;2006年06期

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5 周民侠,范应心;谈谈西江大桥4号墩双承台钢管柱基础的几个施工问题[J];桥梁建设;1983年02期

6 李森武;古交矿区某公路桥冲刷计算[J];山西建筑;2003年03期

7 赵海镜;孙东坡;陈燕国;金艳;;浅基桥梁墩台下游防护拦沙坝的试验研究[J];水电能源科学;2007年06期

8 陈聪;朱玉德;;改进系列模型延伸法在马鞍山长江公路大桥桥墩局部冲刷试验中的应用[J];企业科技与发展;2011年12期

9 房世龙;杨国巍;;桥墩局部冲刷研究[J];黑龙江科技信息;2010年31期

10 张佰战,李付军;桥墩局部冲刷计算研究[J];中国铁道科学;2004年02期

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1 卢中一;高正荣;黄建维;韩信;刘建军;;苏通长江公路大桥桥墩基础的局部冲刷[A];第十五届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集(中)[C];2011年

2 刘桦;薛雷平;何友声;;跨海桥梁工程建设的若干水动力学问题[A];祝贺郑哲敏先生八十华诞应用力学报告会——应用力学进展论文集[C];2004年

3 俞亚南;张土乔;包志仁;林伶利;;灵江大桥桥址冲刷模型试验[A];中国土木工程学会1998年全国市政工程学术交流会论文集[C];1998年

4 郭琦;肖洋;蔡名扬;王志良;;南昌市洪都大桥桥墩局部冲刷试验研究[A];中国水力发电工程学会水文泥沙专业委员会第七届学术讨论会论文集（上册）[C];2007年

5 祝志文;刘震卿;陈政清;;圆柱形墩局部冲刷的三维数值模拟[A];第十四届全国结构风工程学术会议论文集（下册）[C];2009年

6 卢中一;高正荣;黄建维;韩信;刘建军;;墩基局部冲刷中潮流与单向水流的试验比较[A];第七届全国水动力学学术会议暨第十九届全国水动力学研讨会文集（下册）[C];2005年

7 张胡;陈述;;京沪高速铁路南京大胜关长江大桥桥墩局部冲刷及岸坡防护研究[A];铁路桥梁水文及病害调查整治经验——中国铁道学会铁道工程分会水工水文专业委员会、中国灾害防御协会铁道专业委员会学术交流会论文汇编（第二集）[C];2006年

8 刘桦;薛雷平;何友声;;跨海桥梁工程建设的若干水动力学问题[A];第十七届全国水动力学研讨会暨第六届全国水动力学学术会议文集[C];2003年

9 ;苏通长江公路大桥方案和设计施工历次技术顾问会议上的书面意见[A];盛世岁月——祝贺孙钧院士八秩华诞论文选集[C];2006年

10 张兰丁;宁远;夏成宁;赵文谦;;桥梁水力学问题研究现状及展望[A];第十七届全国水动力学研讨会暨第六届全国水动力学学术会议文集[C];2003年

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1 陈小莉;局部绕流冲刷机理及数值模拟研究[D];清华大学;2008年

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1 董海婷;桥基局部冲刷灾害机理及灾害风险评估方法研究[D];中国地质大学(北京);2012年

2 刘慧芳;具有自由液面的直立墩柱绕流及局部冲刷三维数值模拟研究[D];天津大学;2012年

3 刘震卿;桥梁墩台局部冲刷与CFD仿真研究[D];湖南大学;2010年

4 牛思胜;沿河公路路基冲刷理论及防护研究[D];长安大学;2000年

5 黄莹;海洋平台圆柱桩脚周围的局部冲刷研究[D];武汉理工大学;2006年

6 陈志乐;直立圆柱周围流场与局部冲刷的数值模拟方法研究[D];上海交通大学;2008年

7 谢锦波;横管绕流及其冲刷规律的数值模拟[D];上海交通大学;2009年

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本文编号：2438892