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原文传递连续布置桥墩周围水流特性研究

论文题名：	连续布置桥墩周围水流特性研究
关键词：	桥区通航条件;连续布置桥墩;紊流宽度;三维VOF;水流特性
摘要：	桥墩周围的水流特性是确定桥区通航水流条件、跨河建筑物通航净宽尺度的重点研究问题,特别是近年来随着交通运输的快速发展,航道等级越来越高,跨河建筑物越来越密集,水流条件更加复杂,不可避免的产生了影响通航安全的新问题。目前对桥区通航安全问题的研究大多集中在以单个桥墩为研究对象,对单个桥墩周围的水流特性和紊流宽度的研究,然而对连续布置桥墩的情况却研究较少。　　本文主要工作是针对圆头端矩形桥墩周围的水流特性及紊动强度进行观测分析,并采用数学模型对其非稳态瞬时流场进行模拟,讨论沿水流方向连续布置圆头墩的情况下,相关水力特性与单墩的区别,深入分析桥墩之间的间距、桥前行进流速与水深对桥墩绕流水流结构和紊流强度的影响,得到以下主要结论: 　　 (1)桥墩墩尾周期性脱落的尾涡是引起两侧水流紊动的主要因素之一,越靠近尾涡区域紊动能越大、时均流速越小、脉动流速概率分布曲线越平坦且与正态分布差别越大,说明紊流区内水流脉动强度大,流态紊乱; 　　 (2)随着流速的增大,紊流强度与宽度均相应增大。连续布置两座桥墩情况下,桥墩间距L与桥墩直径D比值L/D＜6时,随着间距的减小,墩尾尾流紊动强度和宽度迅速增大,间距L/D＞6时,随着间距的减小,墩尾尾流紊动强度和宽度变化较小; 　　 (3)将紊动强度开始增大的测点作为紊流宽度的临界点,单墩时桥墩墩壁一侧紊流宽度为0.5～1.0D,双墩时为1.0～2.5D。而对于数模结果,将墩尾横断面流速变化大于1cm/s的区域作为桥墩周围紊流影响范围,所得结果与物理模型试验吻合较好。
作者：	方森松
专业：	港口、海岸及近海工程
导师：	刘晓平
授予学位：	硕士
授予学位单位：	长沙理工大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文