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深水桥梁矩形围堰水流荷载的分流板抑制方法
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作者 牛艳伟 younis bassam A 侯兵 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期419-431,共13页
围堰是深水桥梁建设顺利开展的重要平台和前提,在其节段施工中动水荷载是影响钢围堰精确定位、下沉及着床的关键因素。为减小水流作用下的钢围堰动水荷载,针对矩形围堰提出一种在尾端增加一定长度分流板的抑制方法。首先采用计算流体力... 围堰是深水桥梁建设顺利开展的重要平台和前提,在其节段施工中动水荷载是影响钢围堰精确定位、下沉及着床的关键因素。为减小水流作用下的钢围堰动水荷载,针对矩形围堰提出一种在尾端增加一定长度分流板的抑制方法。首先采用计算流体力学(CFD)方法基于开源分析平台OpenFOAM建立钢围堰的二维简化模型,引入修正的k-ε湍流模型用以闭合求解钢围堰超高雷诺数效应下的N-S方程,通过方形截面和矩形截面柱验证所提方法的准确性;然后针对足尺钢围堰模型分流板的设置对于钢围堰动水阻力和横向摆动力的影响进行分析,明确不同分流板长度以及前/后端分流板对动水荷载的抑制作用,提出优化可行的分流板设置方案。研究结果表明:在高雷诺数条件下标准的k-ε模型不能准确捕捉方形及矩形钝体的涡旋脱落过程,会严重低估动水荷载,采用修正的k-ε模型可准确模拟矩形钝体的绕流特性,与试验值吻合良好,可用于钢围堰的计算分析;矩形钢围堰采用圆角设置可有效减小动水阻力和横向摆动力,横向摆动频率提高;在钢围堰后端增加中央分流板可显著降低动水阻力和横向摆动力,当分流板长度在1/10钢围堰纵边长时,抑制效率最高;分流板长度超过钢围堰纵边长的75%时,尾流出现摆动,导致横向摆动力增大,此时增加前端分流板可抑制摆动作用;仅设置前端分流板对动水作用的影响可忽略;通过现场流迹线试验,验证了采用尾端分流板方案的有效性,其可减小并推后尾流涡旋的形成,有效抑制了钢围堰受到的动水阻力和摆动力。 展开更多
关键词 桥梁工程 分流板 修正k-ε模型 水流荷载 涡旋 深水钢围堰
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首部射流对圆柱涡激振荡抑制的实验研究
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作者 付国强 戴绍仕 +1 位作者 孙丽萍 younis bassam A. 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期27-33,共7页
各工程领域中的细长柱体结构常因旋涡脱落导致结构振荡(或振动)甚至疲劳破坏,为了减弱或抑制涡激振荡(或振动),有必要针对有效的旋涡脱落抑制方法展开研究。本文采用首部射流方法设计了一套流动控制装置来抑制模型的涡激振荡。通过拖曳... 各工程领域中的细长柱体结构常因旋涡脱落导致结构振荡(或振动)甚至疲劳破坏,为了减弱或抑制涡激振荡(或振动),有必要针对有效的旋涡脱落抑制方法展开研究。本文采用首部射流方法设计了一套流动控制装置来抑制模型的涡激振荡。通过拖曳水池中开展的实验,利用Qualisys光学运动捕捉系统,针对3种开孔布置方案和多组射流流量进行测试,研究了雷诺数在2.4×10^4时定常首部射流(q/Q=0~0.0312)对单自由度模型涡激振荡的影响。实验结果表明:首部射流在不同程度上能有效地减小非定常涡放升力所引起的圆柱的横向位移。实验中还发现涡流脱落对横向位移的减少程度表现为2种不同的模式,即横向位移突然、明显的降低和随后一种处于饱和状态的位移状态。 展开更多
关键词 圆柱 涡激振荡 单自由度 抑制 首部射流 流动控制 实验测试
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