基于CFD的地震波作用下坝面动水压力研究
发布时间：2021-02-08 17:09
在地震发生过程中库水会使大坝表面承受施加的动水压力,该动水压力给大坝的安全稳定性带来诸多不确定性的影响,精确的求解地震过程中坝面动水压力对坝体的安全稳定性评价意义重大。目前对坝面动水压力的研究方法仍存在求解理论模型简单、无法精确对库水运动形态求解等问题。在总结已有的研究基础上,利用开源CFD软件OpenFOAM中动网格技术,参数化分析了坝体在简谐波激励下坝面动水压力的影响因素,验证Westergaard经典解析公式并修正Westergaard简化公式;研究了地震波激励条件下、不同激励方向时的坝面动水压力的分布特性。研究结果如下:（1）利用CFD动网格技术对坝面动水压力的求解与理论解析解能较好吻合,说明该方法对求解地震激励下坝面动水压力问题是可信的、有效的。（2）建立二维坝体-地基-库水模型,利用简谐波激励坝体,对坝面动水压力影响因素做参数化研究,结果表明:振幅A、周期T、水深D对坝面动水压力的影响较小;库水表面微幅重力波对坝面动水压力的影响较小,但在大振幅、大周期的波形激励下,会产生一定幅度的重力波,这会影响坝面动水压力偏小。所以不考虑表面重力波时,Westergaard解析公式对求解...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
坝面动水压力问题
10图 1-2 研究技术路线1.2.3 创新点(1) 利用CFD动网格技术对坝面动水压力的求解与理论解析解能较好吻合，说明该方法对求解地震激励下坝面动水压力问题是可信的、有效的，为坝面动水压力研究提供了新的思路。(2)对 Westergaard 简化公式进行了修正，修正后的 Westergaard 简化公式对垂直坝体和倾斜坝体表面动水压力都能较好的吻合，具有良好工程应用价值。(3) 建立坝体-地基-河岸-库水系统，研究了单向、二向及三向联合激励下坝面动水压力特征，并分析单向与三向激励之间坝面动水压力的关系，有工程指导意义。
最早利用 C++编程语言编写的开源 CFD 软件包。C++的语言特性对微分方程描述简单，代码可读性强，继承性内置多面体网格划分程序 snappyHexMesh，能对复杂几何形状。是目前功能最强大，最具应用潜力的 CFD 软件。用户可以通过一些必要的知识(数学、物理及编程技术等)创建，能很好的满足拥护自定义需求。
【参考文献】：
期刊论文
[1]满足相似条件的混凝土重力坝振动台试验方法研究[J]. 朱彤,王忠阳,周晶. 水力发电学报. 2017(10)
[2]地震力与共振动水压力综合作用下冰碛堰塞坝失稳机制研究[J]. 周亦良,姚令侃,艾洪舟,陈秒单. 岩石力学与工程学报. 2017(07)
[3]不同激振方向下动水压力对高面板坝面板动应力的影响[J]. 孔宪京,许贺,邹德高,胡志强,周扬. 水利学报. 2016(09)
[4]库水对高面板堆石坝动力反应的影响[J]. 岑威钧,张自齐,袁丽娜,陈亚南. 武汉大学学报(工学版). 2015(04)
[5]地震作用下重力坝动水压力的高精度时域公式[J]. 杜修力,王璞如,赵密,曹胜涛. 水力发电学报. 2015(03)
[6]基于SBFEM的竖向地震重力坝动水压力算法研究[J]. 王毅,林皋,胡志强. 振动与冲击. 2014(01)
[7]坝—水相互作用中水的压缩性影响研究[J]. 高瑞强,宫必宁,郭建平. 水利与建筑工程学报. 2008(01)
[8]Dynamic dam-reservoir interaction analysis including effect of reservoir boundary absorption[J]. LIN Gao?, DU JianGuo & HU ZhiQiang School of Civil and Hydraulic Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China. Science in China（Series E:Technological Sciences）. 2007(S1)
[9]基于SBFEM的坝-库水相互作用分析[J]. 林皋,杜建国. 大连理工大学学报. 2005(05)
[10]重力坝坝体—库水相互作用的振动台试验研究[J]. 李德玉,张伯艳,王海波,禹莹. 中国水利水电科学研究院学报. 2003(03)
博士论文
[1]基于SBFEM的大坝—库水—地基动力相互作用分析[D]. 杜建国.大连理工大学 2007
硕士论文
[1]波浪作用下海上风电复合筒型基础周围海床动力响应研究[D]. 于聪.天津大学 2014
[2]基于OpenFOAM的数值造波与消波模型及其应用[D]. 查晶晶.上海交通大学 2011
[3]碾压混凝土重力坝地震坝前动水压力研究[D]. 尹祥平.大连理工大学 2006
本文编号：3024260
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
坝面动水压力问题
10图 1-2 研究技术路线1.2.3 创新点(1) 利用CFD动网格技术对坝面动水压力的求解与理论解析解能较好吻合，说明该方法对求解地震激励下坝面动水压力问题是可信的、有效的，为坝面动水压力研究提供了新的思路。(2)对 Westergaard 简化公式进行了修正，修正后的 Westergaard 简化公式对垂直坝体和倾斜坝体表面动水压力都能较好的吻合，具有良好工程应用价值。(3) 建立坝体-地基-河岸-库水系统，研究了单向、二向及三向联合激励下坝面动水压力特征，并分析单向与三向激励之间坝面动水压力的关系，有工程指导意义。
最早利用 C++编程语言编写的开源 CFD 软件包。C++的语言特性对微分方程描述简单，代码可读性强，继承性内置多面体网格划分程序 snappyHexMesh，能对复杂几何形状。是目前功能最强大，最具应用潜力的 CFD 软件。用户可以通过一些必要的知识(数学、物理及编程技术等)创建，能很好的满足拥护自定义需求。
【参考文献】：
期刊论文
[1]满足相似条件的混凝土重力坝振动台试验方法研究[J]. 朱彤,王忠阳,周晶. 水力发电学报. 2017(10)
[2]地震力与共振动水压力综合作用下冰碛堰塞坝失稳机制研究[J]. 周亦良,姚令侃,艾洪舟,陈秒单. 岩石力学与工程学报. 2017(07)
[3]不同激振方向下动水压力对高面板坝面板动应力的影响[J]. 孔宪京,许贺,邹德高,胡志强,周扬. 水利学报. 2016(09)
[4]库水对高面板堆石坝动力反应的影响[J]. 岑威钧,张自齐,袁丽娜,陈亚南. 武汉大学学报(工学版). 2015(04)
[5]地震作用下重力坝动水压力的高精度时域公式[J]. 杜修力,王璞如,赵密,曹胜涛. 水力发电学报. 2015(03)
[6]基于SBFEM的竖向地震重力坝动水压力算法研究[J]. 王毅,林皋,胡志强. 振动与冲击. 2014(01)
[7]坝—水相互作用中水的压缩性影响研究[J]. 高瑞强,宫必宁,郭建平. 水利与建筑工程学报. 2008(01)
[8]Dynamic dam-reservoir interaction analysis including effect of reservoir boundary absorption[J]. LIN Gao?, DU JianGuo & HU ZhiQiang School of Civil and Hydraulic Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China. Science in China（Series E:Technological Sciences）. 2007(S1)
[9]基于SBFEM的坝-库水相互作用分析[J]. 林皋,杜建国. 大连理工大学学报. 2005(05)
[10]重力坝坝体—库水相互作用的振动台试验研究[J]. 李德玉,张伯艳,王海波,禹莹. 中国水利水电科学研究院学报. 2003(03)
博士论文
[1]基于SBFEM的大坝—库水—地基动力相互作用分析[D]. 杜建国.大连理工大学 2007
硕士论文
[1]波浪作用下海上风电复合筒型基础周围海床动力响应研究[D]. 于聪.天津大学 2014
[2]基于OpenFOAM的数值造波与消波模型及其应用[D]. 查晶晶.上海交通大学 2011
[3]碾压混凝土重力坝地震坝前动水压力研究[D]. 尹祥平.大连理工大学 2006
本文编号：3024260
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