摘要：跨河桥梁因桥墩阻水引起上游河道壅水,影响泄洪;目前桥涵水文学对于桥梁-河道正交情况的壅水计算已形成大量实用成果,河道斜交的桥梁水流结构更为复杂,已有理论和经验公式对斜向因素影响规律总结不足。建立模拟桥墩壅水的二维水流数学模型,实验验证后,数值模拟研究了斜向布置桥墩绕流水动力结构和壅水特性,分析总结了桥墩阻水比10%~40%时,最大壅水高度、桥墩绕流流场结构随桥墩尺寸、斜交角度、来流流速的变化规律;模拟结果表明,在顺流向阻水比一定时,最大壅水高度随桥墩斜向角度呈先增大后减小趋势,斜交还将引起河流水流流向偏转,造成两岸流速分布的显著不对称分布。研究成果为河道斜交桥梁壅水预测和护岸工程设计提供了科学依据。

摘要：涡激振动是诱发海洋立管、浮式平台系泊缆和海底悬跨管道等柔性圆柱结构疲劳损伤的重要因素.目前,海洋工程中用于柔性圆柱涡激振动预报的流体力系数主要来源刚性圆柱横流向受迫振动的实验数据,存在一定缺陷和误差.本文综合考虑横流向与顺流向振动耦合作用,建立了柔性圆柱涡激振动流体力模型,运用有限元法和最小二乘法确定升力系数、脉动阻力系数和附加质量系数.为了准确识别柔性圆柱涡激振动流体力系数,设计并开展了拖曳水池模型实验,实验用柔性圆柱模型的质量比为1.82,长径比为195.5.通过与刚性圆柱流体力系数对比,深入分析了柔性圆柱流体力系数的特性.结果表明:柔性圆柱在一阶模态控制区,流体力系数随约化速度变化趋势与刚性圆柱大致相似;二阶模态控制区,升力系数和脉动阻力系数显著增大;附加质量系数在响应频率较低时与振动位移的相关性增强;当响应频率较低时,振动位移较大区域为能量耗散区,当响应频率较高时,振动位移较大区域为能量输入区.

摘要：防风网后方存在复杂的湍流结构,通过耗散能量、降低风速形成扬尘庇护区。数值风洞是研究防风网流场结构及预测堆场扬尘的重要方法,由于涉及复杂的大气边界层及多孔介质边界问题,建立高精度的数值风洞目前仍是计算流体的难题。通过一系列数值模拟并与物理实验对比分析,研究了影响防风网数值风洞模拟精度的3个边界条件,即紊流入流边界、地面粗糙边界和多孔介质边界。结果表明:计算域入流紊动强度对风场结构模拟结果具有较大影响,紊动不足能够造成高达50%以上的虚假庇护长度;数值风洞地面粗糙高度通过壁面函数影响流场结构,对防风网抑尘效应有较大影响;防风网阻风效果可利用多孔跳跃介质边界模型实现,模型中惯性阻力系数对模拟结果有较大影响,应根据风压损失系数、防风网厚度和雷诺数设定。

摘要：水利工程中混凝土重力坝在地震等作用下的三维破坏形式以及破坏过程对大坝安全影响重大。本文建立了固体材料的联合有限元-离散元(Combined Finite-Discrete Element)三维数学模型,并引入Single/Smeared断裂损伤模型,模拟混凝土材料的破坏。数学模型经验证后,用于地震作用下混凝土重力坝破坏的三维数值模拟,结果表明,联合有限元-离散元方法能够有效模拟坝体的破坏模式和破坏阈值条件,且具有将坝体连续变形与不连续断裂有机结合的优点。通过一系列数值模拟工况的对比,分析了模型网格分辨率对破坏条件、破坏模式以及程序计算效率的影响,研究结果能够为大坝的抗震设计提供有价值的参考。

摘要：在上下游圆柱最大振幅较单圆柱的都有较大提升,下游圆柱所受的阻力均值小于上游圆柱的阻力均值,而下游圆柱的升力均方根值在折合流速较小时(U_r6.1)比上游圆柱的大。发现了两种尾流模式,分别为单阻流体模式(SG模式)和剪切层重附着模式(AG模式)。

摘要：SPMT滚装装船是一种先进的装船方法,装船过程中控制SPMT行驶并调节船舶压载,不仅要保持船舶稳性,还要控制船舶和跳板的姿态以保证SPMT的通过性,涉及很复杂的力学计算。建立了SPMT滚装装船力学模型,包括SPMT轴压计算、船舶浮态计算、跳板姿态计算、SPMT姿态及悬挂伸缩量计算、船舶压载调节计算等,并开发了相应的计算机程序,对滚装过程进行仿真模拟,辅助设计并优化施工方案,缩短施工时间,降低风险。