《开题报告》.ppt

桥墩周围流场非定常特性数值模拟研究 报告人：徐光鹏 学号 专业：建筑与土木工程 目 录 CONTENTS 03~04 研究意义 Part 1 06~12 国内外研究进展 Part 2 14~14 研究内容 Part 3 16~18 已完成内容 Part 4 20~20 论文工作计划 Part 5 跨江跨河的桥梁由于墩台冲刷往往会造成桩基外露、基底掏空等桥梁病害，严重者尤其是遇到洪水爆涨超过设计流量则将会导致桥梁整体发生破坏，直接威胁到人民生命财产安全以及经济社会稳定。因此，桥梁墩台绕流以及冲刷一直都是工程领域研究的热点，为桥梁设计、运营维护提供科学可靠的依据。 图1. 四川青白江大桥（2013.07） 图2. 四川石亭江桥（2010.08） 西安-昆明K165列车两节车厢坠入河中 图3. 安徽六安七里河大桥（2009.07） 图4. 陕西商州高桥（2013.06） 河床严重下切、桩基裸露达6m 因此，重点研究桥墩周围流场涡系的非定常特性以及与桥墩冲刷的关系十分必要，也为将来进一步研究冲刷深度、冲刷防护提供依据。 目 录 CONTENTS 03~04 研究意义 Part 1 06~12 国内外研究进展 Part 2 14~14 本文重点研究内容 Part 3 16~18 已完成内容 Part 4 20~20 论文工作计划 Part 5 （64-1） 非黏性土河床的桥下一般冲刷 黏性土河床的桥下一般冲刷 河槽： 河滩： 河槽： 河滩： 其中：hp为桥下一般冲刷后的最大水深； 经过100多年的发展，人们通过原型观测、模型试验、CFD数值模拟等方 法研究桥梁墩周流场、冲刷，取得了丰硕的成果。 原型观测：比如我国在上世纪通过调查212座浑水冲刷、40座清水冲刷下的桥梁 冲刷坑深度，总结出了至今仍广泛运用的计算一般、局部冲刷的经验 公式 64-1、65-1； （65-1）非黏性土河床的桥墩局部冲刷 黏性土河床的桥墩局部冲刷 其中：hb为桥墩局部冲刷坑深度，v0为泥沙启动流速； 模型试验：Melville利用测量仪器对桥墩局部冲刷坑内流场进行了测量研究； Eldho，T.I.等学者利用缩尺比例模型研究了不同流量下的墩周的冲刷坑深度及位置； CFD数值模拟： Andreas Roulund等用 模型对圆柱绕流场及冲刷进行了三维数值模拟，与实验数据得去了较好的吻合； John E.Richardson等学者（1998）数值模拟研究了墩周冲刷、流速分布及泥沙颗粒运动情况； 同济大学凌建明等（2005）用VOF模型、标准k-ε模型对墩周流场进行了三维模拟，得到了墩周动压力、河床剪切力分布等；