建筑物绕流数学模型理论及应用研究

发布时间：2021-08-26 06:22

　　外海墩式码头、桩群基础及大型船舶的存在使得周围流场变得复杂,建筑物周围流速加大,从而导致系缆条件恶化。在运用数学模型进行流场计算中,直接模拟桩柱会造成网格单元尺度过小和计算量大,甚至超过现有计算能力。因此,合理地进行桩群概化,以较小的计算资源,获取较高计算精度具有重要应用价值。本文主要研究成果总结如下。（1）将桩柱绕流阻力等效为水流阻力,将桩柱遮流面积等效为水深,提出了一种桩群阻水效果的概化方法,改进了COASTALTOOL二维水流模型;由于采用有限体积法求解控制方程,采用Osher格式计算数值通量,采用大涡模拟方法计算紊动应力项,采用非结构化三角形、四边形混合网格离散计算区域,因此,模型既有较高计算精度,又有良好的工程适用性。（2）采用FLUENT软件中层流模型和RNG k-ε湍流模型对圆桩和方桩绕流进行数值模拟,研究了孤立桩柱绕流阻力特性随雷诺数、桩柱断面形式、桩柱个数、排列方式、桩心距以及迎流角等因素的变化规律。（3）分别选用SMS中的RMA2模块和COASTALTOOL二维水流模型进行了桩柱绕流典型算例结果对比,证明后者优于前者,原因可能是后者采用了具有较高精度的数值计算格式。... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：165 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

垂向坐标系示意图

图 2-2 单元体局部坐标具有旋转不变性，满足： T F U F U 1 0 00 cos sin0 sin cosHT HUHV U 0 0cos sinsin cos 的守恒物理量向量。局部坐标以界面中心 o 为

图 2-3 积分路径简图 212223VHV 设LU 与RU 通过相互衔接的三段特示）。根据黎曼不变量的性质建立方,,L AA BR BV VH HV V 2216g

【参考文献】：
期刊论文
[1]典型紊流模型对于圆柱绕流模拟的适用性研究[J]. 武玉涛,任华堂,夏建新.  水力发电学报. 2017(02)
[2]高超临界雷诺数下圆柱绕流的数值计算[J]. 秦其伟,刘小兵,刘庆宽.  工程力学. 2016(S1)
[3]中雷诺数圆柱、方柱绕流PIV试验对比研究[J]. 邹帅,徐加辉,周杰,喜冠南.  机械设计与制造. 2016(06)
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[5]并列双圆柱绕流的水动力特性研究[J]. 于定勇,崔肖娜,唐鹏.  中国海洋大学学报(自然科学版). 2015(05)
[6]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)
[7]3D Simulation of Flow with Free Surface Based on Adaptive Octree Mesh System[J]. 李绍武,庄茜,黄筱云,王东.  Transactions of Tianjin University. 2015(01)
[8]基于格子Boltzmann方法的低雷诺数四圆柱绕流流动模式与受力特性模拟[J]. 龚志军,杨佼,武文斐,李保卫.  应用力学学报. 2015(01)
[9]高雷诺数下圆柱绕流数值模拟与分析[J]. 武频,高升.  微电子学与计算机. 2014(11)
[10]群桩阻流堤水流特性数值模拟[J]. 李绍武,祁泽鹏,庄茜.  港工技术. 2014(04)

博士论文
[1]桩和桩群的水流阻力及其在潮流数值模拟中的应用[D]. 唐士芳.大连理工大学 2002



本文编号：3363723