风浪场的数值模拟及风场参数研究

本文以计算流体力学、大气层边界风特性以及海洋工程波浪理论为基础,从宏观上对风浪要素之间的关系进行了说明,并在此基础上运用ANSYSCFD软件对风浪场进行了数值模拟。结果表明:风浪发展稳定后,随着时间的变化,水平风速、竖向风速和风攻角均呈现出与波浪周期相近的周期性振动变化趋势;水平风速、竖向风速和风攻角的极差和标准差均随着高度的增加而呈现减小趋势,说明越远离波面,风场中各参数受波浪的影响越小。     

公路涵管结构设计方法研究

结合试验结果和工程调查资料,对公路规范、铁路规范、美国公路规范的涵管结构设计方法进行了比较分析,同时提出考虑涵管与土共同作用的设计计算方法,给出涵管截面弯矩计算公式。分析表明美国公路规范、铁路规范方法和共同作用分析方法的计算结果与试验结果接近,设计方法合理;公路规范方法求得的涵管截面弯矩值相对偏小,设计偏不安全;与规范方法相比,共同作用设计计算方法,可以综合反映涵管结构因素和周围土体性质对结构受力的影响,在理论上更合理。     

风浪荷载共同作用下大跨度刚构桥动力响应规律研究

风浪作用在结构上会对结构产生动力作用,从而影响到结构的内力及响应。为研究风浪作用下大跨度连续刚构桥的动力响应规律,利用通用有限元软件ANSYS建立了刚构桥的有限元模型,并以经典理论为基础,在风浪耦合关系的基础上建立了风场和波浪场的数值模型,此数值模型在抖振力响应的基础上考虑了波浪对风场的影响。对大跨度刚构桥在风浪荷载共同作用下的动力响应结果进行了分析。研究结果发现:对比风荷载、波浪荷载单独作用及风浪荷载共同作用下桥梁不同位置的横向位移响应结果,墩顶位移相对增幅要大于跨中位移相对增幅,波浪荷载作用对桥梁横向位移响应的影响从桥墩到跨中依次减小;对比风荷载、波浪荷载及风浪荷载共同作用下桥梁墩底剪力及墩底弯矩响应结果,波浪荷载作用对墩底横向剪力、墩底纵向剪力、墩底绕横桥向弯矩和绕纵桥向弯矩均有明显影响,波浪荷载作用对墩底剪力的影响很大,对墩底弯矩的影响较大;风浪荷载共同作用并不是风荷载、波浪荷载单独作用下响应的简单叠加,波浪形成时会对风场产生影响,除了随机湍流风速以外,波浪会引起与波浪同步的上方气流速度变化,在风浪场中的风速模拟时,需要考虑波浪对上部气流的影响,因此对横向位移响应影响较大的主要作用为风荷载作用,但并不意味着可以忽略波浪荷载的作用。