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原文传递桥墩局部冲刷的数值模拟研究

论文题名：	桥墩局部冲刷的数值模拟研究
关键词：	计算流体力学;桥墩局部冲刷;数值模拟;有限差分法
摘要：	桥墩局部冲刷是一个非常复杂的三维问题,目前对桥墩局部冲刷进行准确的分析预测尚有一些困难。桥墩局部冲刷的范围和深度是桥梁设计中的重要依据。国内外学者对桥墩局部冲刷做了大量的原型观测、模型试验和数值模拟的研究工作,得出了很多有关计算局部冲刷深度的经验公式和半经验半理论公式,对桥墩局部冲刷的研究具有很重要的意义。随着计算机硬件和CFD的发展,数值模拟以其独特的优势将要在未来桥渡局部冲刷的研究中发挥极其重要的作用。　　本文采用CFD软件FLOW-3D建立了桥墩局部冲刷的三维数学模型,完成对了桥墩局部冲刷的两相流数值模拟,并且对实验室的物理模型试验结果进行了分析验证。流场的模拟结果和冲刷的模拟结果与试验结果基本一致,证明了该数学模型能够模拟桥墩周围水流的流场形态和冲刷坑的变化情况。在模拟过程中,该数值模型形象地反映了桥墩周围的流场形态和漩涡体系,充分展现了冲刷坑的形成过程。构成影响桥墩局部冲刷的主要条件有桥墩附近的水流条件、泥沙条件和桥墩特征条件。本文通过改变桥墩周围的水流流速、泥沙粒径和桥墩直径等三方面的因素模拟其对局部冲刷的影响,并分析了桥墩最大冲刷深度随三种因素改变的趋势。结果表明,该模型可以预测桥墩局部冲刷的范围和深度,具有一定的实用性,对河床冲刷和河道水流的预测具有重要意义,同时对桥梁设计具有一定的指导作用。
作者：	贠鹏
专业：	水利工程
导师：	拾兵
授予学位：	硕士
授予学位单位：	中国海洋大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文