桥墩形状对河道水流绕流特征的影响研究

建立圆形、圆端形、矩形和尖端形桥墩绕流数值计算模型，获得了不同桥墩形状绕流流线、涡量与压力分布规律，分析了桥墩形状对绕流横向流速的影响。结果表明：圆形、矩形和尖端形桥墩绕流形成了卡门涡街，桥墩后侧周期性地脱落涡体，且绕流横向速度呈周期性正负交替分布；矩形桥墩绕流流线弯曲程度、涡体尺寸、高压-低压区域面积等最大，横向流速变化复杂且峰值最高(0.269 m/s);圆端形桥墩绕流流动规律简单，流线弯曲度小，无明显涡体脱落，且横向脉动流速小。数值模拟结果综合表明，圆端形桥墩排导能力最好，对船舶行驶影响最小，而矩形桥墩影响最大。     

修正密度法分析混凝土桩复合地基路基绕流滑动稳定性

混凝土桩复合地基路基主要失稳模式为绕流滑动,除路基整体剪切滑动稳定分析外,还应进行路基绕流滑动稳定分析。基于混凝土桩主要通过桩帽反力和桩侧摩擦力提高路基稳定性的特点,对混凝土桩复合地基路基绕流滑动稳定分析提出修正密度法。该方法将路堤和地基土作为分析对象,根据改进HEWLETT法确定桩帽荷载,按照格栅挠度等于桩土沉降差的原则计算格栅向桩帽转移的荷载,然后按照桩间土荷载率对桩帽顶面以上路堤密度进行修正。根据混凝土桩底刺入破坏时竖向受力平衡条件确定用于绕流滑动稳定分析的中性面,然后将桩侧正、负摩擦力换算到桩间土密度中。对桩帽反力和桩侧摩擦力经上述等效处理后,可利用现有路基常规稳定分析软件分析混凝土桩复合地基路基的稳定性。滑塌路基实例证明,修正密度法分析结果与工程实际符合较好。     

西藏那嘉路涎流冰病害分析与防治

以西藏那曲至嘉黎公路为例,分析高原地区涎流冰对公路建设和运营的危害,并根据高寒地区涎流冰的发育特点,有针对性地提出绕避、阻挡、排导、加高路堤等各种有效治理措施,为高原地区公路建设提供参考。     

电动客车外流场的数值模拟

采用CFD方法对电动客车的三维绕流外流场进行数值模拟,得到车身表面的压力分布以及气流的速度场分布,计算车身的气动阻力系数,并提出建议。     

近临磁浮线基坑抽灌一体化技术的试验研究

目前,抽灌一体化设计在基坑降水领域的应用仍属于探索阶段。以上海市首条市域铁路浦东机场站深基坑工程为例,其紧临上海磁浮线,桩基沉降需控制在2 mm以内,为减小基坑降水引起的坑外重点保护建筑的沉降,基于沉降控制的回灌技术运用于该基坑工程中。现场试验监测资料表明,采用坑外回灌效果明显;常压下,单井回灌量约为单井出水量的1/3;对于悬挂式止水帷幕,绕流作用明显,水位下降幅度可达50%以上,但超过一定深度后,绕流效果出现拐点,抽灌一体化可应用于控制降水引起的沉降。     

线性剪切流作用下设置沉井施工期受力特性研究

为研究水流作用对设置沉井施工期受力特性的影响，采用线性剪切流模拟非均匀流，建立水流-圆形设置沉井相互作用模型，分析不同施工阶段圆形设置沉井与水流的相互作用情况，并与均匀流作用进行对比。结果表明：线性剪切流作用下圆形设置沉井水流力及水流力矩随流速的增加均呈平方关系。线性剪切流呈表面流速大、底层流速小的规律，对结构尾流区的涡漩有显著抑制作用，与均匀流作用相比，线性剪切流作用下结构受力偏小。随着沉井不断下沉，结构吃水深度增加，过水断面进一步压缩形成了绕流，引起局部压力及水流力成倍增加。     

粘性土河床桥台冲刷计算

应用流体力学原理对桥台绕流的场和旋涡体系进行了分析，根据水工模型试验资料，运用水力学连续性原理，结合粘性土的特点，建立了粘土河床桥台冲刷计算公式，以供设计人员参考。     

博世(BOSCH)公司的泵喷嘴(UIS)/电控单体泵(UPS)燃油喷射系统(十)

齿盘的地方,中间隔着气隙(图42)。它包含着一个软铁芯(磁棒),铁芯外面包着一个线圈。磁棒还与一个永久磁铁连接在一起。磁场通过磁棒一直延伸到脉冲齿盘。磁流是否通过绕     

绕斜拉桥双索的流动特性及风激振动试验研究

针对气流对结构物的影响，对在气流作用下的斜拉桥双索在不同情况下的绕流特性，气动力变化规律以及在气动力作用下双索的振动特性进行了比较全面的试验研究。试验研究表明，流动双索的气流速度大小和方向对作用于拉索上的气动力和拉索的振动特性有很大影响，绕双索的流动区域存在一个稳定区，在此区域内由于双索的相互干扰而引起的风振发生的可能性减小。     

基于数值风洞的拱桥风荷载研究

计算流体动力学方法可以解决复杂拱桥的三维绕流问题。以九堡大桥主桥为工程背景,通过数值模拟得出了大桥主梁的静力三分力系数以及空间拱肋的风荷载参数,最终分析得到该桥的风荷载响应及一类稳定安全系数,为复杂桥梁结构的抗风研究提供了参考。     

绕流丁坝附近流场数值分析

丁坝(群)附近的局部流场变化是引起丁坝局部冲刷的根本原因。为认清丁坝附近的流场分布规律,运用二维水深平均k-ε紊流模型,采用有限元的方法对控制方程进行离散,通过计算得到了不同工况下绕流丁坝附近流场的分布。结果表明,丁坝回流区长度随着坝长的增加而增加;直角坝头丁坝比圆形坝头丁坝具有更强的扰流作用;丁坝群对水流扰动作用不及单丁坝。这些结论对丁坝的防护设计和施工工艺具有一定的理论和实践指导意义。     

桥墩附近桥面局部风环境数值研究

桥墩的存在改变了主梁的空气绕流特征,容易使桥面形成局部风场,可能导致桥上运行车辆气动力的突然变化而直接威胁行车安全。然而,目前对于桥墩影响下桥面的局部风环境少有研究。为探明桥墩影响下桥面的局部风场特性,本研究以数值模拟方为基础开展了研究。以某跨海大桥桥墩—主梁侧风绕流为对象,采用CFD数值分析方法建立模型,探究桥墩附近桥面不同行车道上局部风环境特征,通过有无风屏障的模拟分析风屏障对桥面风环境突变效应的影响,考察了桥墩影响下桥面局部风场沿桥轴向的变化。通过与风洞试验结果进行对比,验证了所采用数值模型及计算方法的准确性。通过不同风速条件确定了雷诺数对有无风屏障下桥面风场的影响,以桥墩-主梁绕流的流线明确了局部风场特征,采用风速变化率量化桥墩影响下桥面风环境的突变效应。分析表明:对于所采用的桥墩-主梁对象与风屏障,桥面风环境对雷诺数不敏感;桥墩的出现导致了桥面出现大的漩涡与分离流动从而形成了桥面局部风场,使得车辆高度范围内迎风侧车道风速总体大于背风侧车道;桥墩沿桥轴向对桥面局部风场的影响随车道与高度的不同而存在差异,背风侧车道受影响高度大于迎风侧车道;风屏障弱化了风速在桥墩附近的突变效应,有利于桥面行车安全。     

出海水闸工程渗流特性计算分析研究

上海地区出海水闸的工程所处位置地质条件往往较差,一般具有地基承载力较差,地基土渗透性较强的特点。工程均需要设置防渗措施进行节渗。传统渗流计算方法一般为改进阻力系数法,该方法计算较为保守,对于复杂结构,无法将闸基各个部位的渗流计算结果进行具体量化,特别是无法对水闸侧向绕渗进行数值计算。三维有限元法的出现对水闸闸基渗流计算起到了很大帮助作用。本文以芦潮港水闸为例,将三维有限单元法和改进阻力系数法进行比较,并分别对水闸闸基渗流、侧向绕流进行计算,得出了准确可靠的计算结果。     

大跨悬索桥桥面风致行车安全评价与对策

在较大的侧风作用下汽车行驶在桥面时易发生行驶偏向问题,尤其在桥塔区域,风速的剧烈变化极易导致车辆事故。本文以虎门二桥工程中的泥洲水道大跨悬索桥为背景,通过风致车辆侧偏动力响应分析和风致侧偏响应评价标准,建立了不同车速条件下代表车型的车辆侧偏安全临界风速;采用虚拟风洞针对主桥、引桥二维绕流及桥塔区桥面的三维绕流进行了模拟,提取了表征桥面风环境的风速影响系数,对设置风障前后情况的对比分析,证明了风障的有效性;通过风致侧偏安全评估给出了代表车型不同车速下的安全行车临界风速,通过风障结构措施和交通管理措施的结合,可使运营期桥面通行安全风速达到9级及以上,并建议了大桥风雨天运营安全控制标准,研究成果可为类似工程借鉴和参考。     

国产新型轿车空气动力特性的三维仿真计算

本文应用计算流体动力学（ＣＦＤ）方法处理汽车的三维绕流问题，采用有限体积法求解三维定常不可压Ｎ－Ｓ方程，给出了某国产新型轿车的计算结果，得到了其三维速度场、压力场和六分量气动力，并与实车风洞试验结果进行了对比，结果吻合较好。     

桥梁气弹响应分析的时域气动模型

为了解决传统桥梁气弹响应分析方法因非定常不可压流CFD计算量巨大而导致的效率低下问题,提出一种桥梁气弹响应分析的新方法。该方法采用频域特性可调的广谱指数脉冲时间序列强迫桥梁断面运动,并通过CFD计算得到作用在桥梁断面上的气动力,然后由桥梁断面的运动位移和气动力时程,通过系统识别建立起桥梁绕流系统的时域离散时间气动模型。最后以具有扭转自由度的薄平板在初始位移激励下的运动为例,进行了振动响应计算和气弹全过程分析。研究结果表明:该方法能显著提高桥梁气弹响应分析的计算效率。     

超宽混凝土斜拉桥塔梁交接区主梁受力性能分析及优化

在传统的分离式双箱混凝土斜拉桥基础上,将索平面布置在桥面非机动车道内侧,可减小横梁截面尺寸,大大减轻主梁自重,使得超宽混凝土斜拉桥在城市桥梁中得到进一步应用。桥塔穿越开孔箱型主梁的做法改变了主梁应力流的传递路径,通过建立三维空间实体模型,分析塔梁交接区关键部位空间应力状态,检验并优化主梁受力性能。研究表明:箱梁中腹板由"人"字型体系优化为从桥塔外侧微弯绕避,通过控制其斜向角度,加强横梁侧面抗弯能力,可解决主梁压应力流顺畅传递的问题。     

竖井进水箱涵段水力特性数学模型研究

竖井隧道进水段通常采用较平缓的坡度,进水流速低于5 m/s.本项目由于竖井隧道进口段位于现状垃圾体内,边坡自然坡度接近60°,为保障垃圾填埋作业安全,该工程可施工场地受限,边坡开挖范围受限.通过数学模型精准分析,采用绕流加坎消力池措施,解决消能问题,为受限条件下竖井进水的消能减速提供设计思路.     

竖井进水箱涵段水力特性数学模型研究

竖井隧道进水段通常采用较平缓的坡度,进水流速低于5 m/s.本项目由于竖井隧道进口段位于现状垃圾体内,边坡自然坡度接近60°,为保障垃圾填埋作业安全,该工程可施工场地受限,边坡开挖范围受限.通过数学模型精准分析,采用绕流加坎消力池措施,解决消能问题,为受限条件下竖井进水的消能减速提供设计思路.     

桥梁闭口箱梁三分力数值识别中的湍流模型比选

对以苏通桥断面为例的桥梁闭口箱梁模型进行了三分力系数CFD数值识别。分别采用不同湍流模型及近壁条件进行数值模拟,并将数值模拟结果与风洞试验值进行比较。同时使用层流模型采用加密网格进行数值模拟,对不同湍流模型模拟结果进行压力等值线的比较,通过识别得到的三分力系数和压力等值线,确定出闭口箱梁绕流数值计算最合理的湍流模型。