原文传递
非恒定流条件下高桩码头桩柱绕流数值模拟研究
| 论文题名： | 非恒定流条件下高桩码头桩柱绕流数值模拟研究 |
| 关键词： | 非恒定流;高桩码头;升阻力系数;绕流特性 |
| 摘要： | 高桩直立式码头以前多用于水位变化不大的海岸港和河口港，由于直立式码头装卸效率高、其应用范围正在逐步扩大，在水位差大且洪水期不长的内河库区也采用了高桩直立式码头。桩柱的存在改变了水流结构，当流体绕圆柱流动时，柱体两侧的流速明显增大，柱体两侧会产生两列交替脱落的漩涡。当流量变化的时候，圆形桩柱绕流情况变得复杂，柱体周围湍流强度增大，压力脉动和升阻力系数脉动增强，这些脉动导致柱体振动和材料疲劳，对柱体伤害增大，因此对于非恒定流条件下圆柱绕流数值模拟不仅具有重要的学术意义，而对高桩码头的工程参数确定、结构优化和造价等方面也具有实际运用价值。本文研究成果如下: (1)单圆柱绕流，来流速度的脉动强度对柱体阻力系数有一定的影响，阻力系数的波动范围随着脉动强度的增大而增大。待流场稳定之后，柱体上下两侧交替脱涡，形成一列排列整齐的涡街。非恒定流条件下柱体所受阻力变化范围比恒定流条件下范围大。 (2)并列双圆柱和三圆柱绕流，在恒定流和非恒流条件下对应工况柱体所受的升阻力系数均值大致相等，但是非恒流条件下阻力系数振动幅度大，变化范围广。在间距较小时，并列双圆柱和三圆柱的升阻力系数均比单圆柱大，随着间距比的增大，并列双圆柱和三圆柱的升阻力系数逐渐减小，并趋近于单圆柱，因此实际工程中并列双圆柱和三圆柱间距比宜大于4。 (3)串列双圆柱和三圆柱绕流，在间距比为2时，恒定流条件下串列双圆柱和三圆柱绕流的升力系数为0，柱体尾流区无旋涡脱落，非恒定流条件下涡脱落现象较明显。随后串列双圆柱的阻力系数随着间距的增加而增大，升力系数随着间距的增加而减小。串列三圆柱绕流情况较双圆柱复杂，升阻力系数无特定规律。在间距比小于2和大于4时，串列双圆柱和三圆柱受力较小，实际工程可参考此间距比设置。 |
| 作者： | 文香兰 |
| 专业： | 水利工程 |
| 导师： | 陈明栋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
