地震作用下渡槽内水体响应三维数值模拟与分析

作     者：杨梦薇 管光华 YANG Mengwei;GUAN Guanghua

作者机构：武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072 

基　　金：国家自然科学基金项目(51979202,51009108) “十三五”国家重点研发项目(2016YFC0401810) 

出 版 物：《灌溉排水学报》 (Journal of Irrigation and Drainage)

年 卷 期：2021年第40卷第7期

页      码：89-96页

摘      要：【目的】研究输水渡槽在地震荷载作用下的水体响应特性,为渡槽振动条件下的流固耦合分析及满溢风险评估提供指导。【方法】采用FLOW-3D三维仿真软件,从地震荷载作用方式、地震荷载频率、渡槽内水体流量大小3个角度出发,设置了3组数值仿真实验,并由仿真结果分析了渡槽水体在典型地震荷载作用下的响应特性。【结果】渡槽边壁在靠近自由液面处受到水体的垂直作用力最大,其数值为底部和中部的10倍以上;施加单一方向地震荷载时,水平方向地震荷载水体波动比竖直方向大2.5%;地震荷载频率增大,水体运动剧烈程度先增大后减小,在一定区间内存在使得水体响应最为剧烈的频率;流量增大,水体对边壁的垂直作用力最大值被削弱20%以上,但水体漫顶的风险也随之增加。【结论】在渡槽结构进行抗震设计时应考虑自由液面附近的渡槽边壁强度。此外增大渡槽流量会减小水体对边壁的作用力,但渡槽漫顶风险也随之增加。

主 题 词：渡槽 地震响应 数值模拟 水位 垂直边壁加速度 

学科分类：0710[理学-生物科学类] 0830[工学-生物工程类] 080103[080103] 08[工学] 0818[工学-交通运输类] 080104[080104] 0903[农学-动物生产类] 0815[工学-矿业类] 081502[081502] 0901[农学-植物生产类] 0713[0713] 0801[工学-力学类] 

D　O　I：10.13522/j.cnki.ggps.2020510

馆 藏 号：203104647...