大凌河义县城区桥群河段流场及冲淤特性数值模拟

发布时间：2022-01-08 12:45

　　由于大凌河义县段生态环境破坏严重,在义县破台子大桥至城区段修建大凌河生态湿地公园,有效保护了河道生态环境,而城区段随着京沈客运专线的修建,该段形成桥群,对上游湿地公园功能及洪水期的防洪安全产生一定影响；目前针对桥群河段内流场及冲淤影响的研究分析相对较少。本文针对大凌河义县城区桥群河段,研究京沈客运专线建桥前后、不同桥间距、桥墩形状、主流线与桥轴线夹角、流量、泥沙粒径对该段流场及冲淤特性进行数值模拟。本文采用Mike21软件应用于大凌河义县城区桥群河段的二维数值模拟中,运用软件中水动力模块及泥沙模块,建立不同的非结构化三角网格,进行数值模拟计算,主要研究内容及结果为：（1）对京沈客运专线建桥前后的流场及冲淤特性的变化进行数值计算,结果表明：京沈客运专线与新义铁路桥壅水现象叠加,壅水高度明显增大,流场及冲淤变化明显,对上游防洪安全产生影响。（2）对京沈客运专线与新义铁路桥间距合理性进行分析,在原桥间距基础之上,分别在新义铁路桥下游300m、600m修建京沈客运专线,结果表明：在下游300m建桥时,与京沈客运专线未建前的水位壅高基本上影响耦合,流场变化相对小；在下游600m建桥时,受下游北关... 

【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究目的及意义
        1.1.1 研究目的
        1.1.2 研究意义
    1.2 研究现状及存在问题
        1.2.1 桥墩流场及冲淤特性研究方法
        1.2.2 存在的问题
    1.3 论文的主要内容
        1.3.1 论文内容
        1.3.2 技术路线
第二章 数值模拟基本原理
    2.1 软件概况
    2.2 水动力模块
        2.2.1 水动力基本方程
        2.2.2 建立网格
        2.2.3 定解条件
        2.2.4 主要参数设置
        2.2.5 输出结果
    2.3 泥沙输移模块
        2.3.1 泥沙控制方程
        2.3.2 参数设置
        2.3.3 输出结果
    2.4 本章小结
第三章 计算河段网格划分及定解条件设定
    3.1 大凌河义县段概况
        3.1.1 水文分析
        3.1.2 泥沙分析
        3.1.3 河道演变分析
        3.1.4 河段桥群概况
    3.2 数值模拟方案
    3.3 网格划分及定解条件设定
        3.3.1 数值模拟区域
        3.3.2 定解条件
        3.3.3 主要参数设置
        3.3.4 模型率定
    3.4 本章小结
第四章 数值模拟结果与分析
    4.1 京沈客专建桥前后数值模拟分析
        4.1.1 水位数值模拟分析
        4.1.2 流速数值模拟分析
        4.1.3 泥沙冲淤数值模拟分析
    4.2 不同桥间距三桥建成后河段数值模拟分析
        4.2.1 水位数值模拟分析
        4.2.2 流速数值模拟分析
        4.2.3 泥沙冲淤数值模拟分析
    4.3 不同桥墩形状数值模拟分析
        4.3.1 流场数值模拟分析
        4.3.2 泥沙冲淤数值模拟分析
    4.4 不同的主流线与桥轴线夹角数值模拟分析
        4.4.1 流场数值模拟分析
        4.4.2 冲淤分布数值模拟分析
    4.5 不同流量下现状桥群河段数值模拟分析
        4.5.1 水位数值模拟分析
        4.5.2 流速数值模拟分析
        4.5.3 泥沙冲淤数值模拟分析
    4.6 不同泥沙粒径现状桥群河段数值模拟分析
        4.6.1 水位数值模拟分析
        4.6.2 流速数值模拟分析
        4.6.3 泥沙冲淤数值模拟分析
    4.7 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位论文期间发表文章


【参考文献】：
期刊论文
[1]近距多座并行桥梁墩前壅水研究[J]. 骆文广,陆晶,赖昊,范杨臻.  四川大学学报(工程科学版). 2015(04)
[2]基于有限体积法的群桩绕流数值模拟[J]. 庄茜,李绍武,祁泽鹏.  天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2015(05)
[3]渉河大桥平面二维水流数值模拟[J]. 姬战生,孟健.  吉林水利. 2012(11)
[4]桩群绕流后方流态影响区段比较测试研究[J]. 邓绍云,邱清华,王义刚.  武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2012(05)
[5]有桩群河道水流紊动特性探究[J]. 任方方,郭巨海,李高阳,朱广安,赵振兴.  人民长江. 2011(S2)
[6]圆柱桩群绕流特性试验研究[J]. 邓绍云.  重庆交通大学学报(自然科学版). 2011(04)
[7]有限深度均匀流中圆柱桩群绕流对流速的影响[J]. 邓绍云,王义刚,邱清华.  水运工程. 2011(04)
[8]桩墩影响下的水动力数值模拟[J]. 解鸣晓,张玮.  水利水电科技进展. 2008(03)
[9]桥墩群对河道水流影响的三维数值分析[J]. 何国建,方红卫,府仁寿.  水动力学研究与进展A辑. 2007(03)
[10]潮汐河口多座桥梁行洪影响的分析[J]. 朱军政,曹颖.  水动力学研究与进展（A辑）. 2006(05)

硕士论文
[1]桥墩密布的城市河道壅水高度及防洪对策研究[D]. 薛旖云.中国海洋大学 2014
[2]不同库型水库汛期泥沙冲淤影响分析[D]. 胡艳.沈阳农业大学 2012
[3]基于谱单元法的多圆柱绕流及其互扰效应数值模拟[D]. 桂晓澜.上海交通大学 2012
[4]连续布置桥墩周围水流特性研究[D]. 方森松.长沙理工大学 2011
[5]不同排列桩群对水流特性影响的试验研究[D]. 郑薇薇.河北工程大学 2009



本文编号：3576582