斜交桥墩影响下的弯道水流运动三维数值模拟

作     者：张凤逐 李春光 景何仿 谢鹏 李梦婷 ZHANG Feng-zhu;LI Chun-guang;JING He-fang;XIE Peng;LI Meng-ting

作者机构：宁夏大学土木与水利工程学院宁夏银川750021 北方民族大学数学与信息科学学院宁夏银川750021 北方民族大学土木工程学院宁夏银川750021 

基　　金：国家自然科学基金项目(11861003) 北方民族大学科学计算与工程应用创新团队项目(2022PT_S02) 宁夏自然科学基金项目(2021AAC03208) 

出 版 物：《中国农村水利水电》 (China Rural Water and Hydropower)

年 卷 期：2023年第12期

页      码：148-162页

摘      要：斜向建设的桥墩常见于天然弯曲河道中,其改变下游水流运动趋势,并对堤防稳定产生不利影响。为探究连续弯道中斜交桥墩对水流运动特性的影响,运用MIKE Zero系列软件中的水动力模型对圆柱形桥墩不同建设位置及桥墩与河道呈不同斜交角度的工况进行数值模拟,分析各工况下桥墩对水位和流速的影响。研究结果表明:在弯道不同位置布设不同斜交角度的桥墩时,各位置墩前最大壅水高度均在桥墩斜交角度α为30°~60°时呈增大趋势;此外,各工况平面流速均随斜交桥墩偏移的方向增大,且桥墩斜交角度越大首末组桥墩周围流速相差越大。修建桥墩后的弯道中心区域墩后断面横向流速及纵向流速均较无墩情况下降低,且随桥墩斜交角度的增大流速降低现象愈发明显,但弯道凹岸及凸岸区域墩后断面横纵流速均不同程度增大,并始终大于桥墩建设前的流速。相邻弯道间前弯对其后弯的横向环流结构发展进行反向抑制,在弯道连接段修建桥墩时其墩后断面环流范围小于在弯道段修建桥墩时的环流。这些发现为弯道涉河桥梁规划及护岸工程设计提供了依据。

主 题 词：连续弯道 水流运动 斜交桥墩 MIKE Zero 数值模拟 横向环流 

学科分类：08[工学] 081502[081502] 0815[工学-矿业类] 

D　O　I：10.12396/znsd.231061

馆 藏 号：203125115...