| 水流作用下悬浮隧道耦合动力数值模拟分析 |
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| 引用本文： | 郭晓玲,金瑞佳,刘名名,耿宝磊.水流作用下悬浮隧道耦合动力数值模拟分析[J].水道港口,2020,41(3):275-283. |
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| 作者姓名： | 郭晓玲 金瑞佳 刘名名 耿宝磊 |
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| 作者单位： | 国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心,天津300304;交通运输部天津水运工程科学研究所港口水工建筑技术国家工程实验室工程泥沙交通行业重点实验室,天津300456;中国海洋大学,青岛266100;成都理工大学,成都610059;交通运输部天津水运工程科学研究所港口水工建筑技术国家工程实验室工程泥沙交通行业重点实验室,天津300456 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金;中国博士后科学基金;中央级公益性科研院所基本科研业务费专项 |
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| 摘 要： | 安装在深水区的悬浮隧道在水流作用下会产生交替脱落的漩涡,从而使得悬浮隧道受到周期性的力,进一步导致悬浮隧道产生涡激振动。当涡脱落频率与悬浮隧道固有频率相接近时会发生"锁定"现象,进而导致悬浮隧道发生振幅较大的运动,类似于结构的共振状态。文章利用有限元数值方法求解不可压缩粘性流体雷诺平均Navier-Stokes方程,并结合任意拉格朗日-欧拉(ALE)动网格方法,对不同雷诺数下(Re=1 000～100 000)悬浮隧道的涡激振动问题进行了数值模拟研究。计算中悬浮隧道受到弹簧和阻尼的约束,并允许其仅发生横流向的运动,研究了不同结构自振频率下悬浮隧道的受力和运动情况以及不同浮重比情况下悬浮隧道的受力和运动的结果。结果表明,在计算的各雷诺数下,悬浮隧道发生"锁定"的频率基本一致,但是悬浮隧道不同浮重比对"锁定"区间存在影响作用。
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| 关 键 词： | Navier-Stokes方程 SSTk-ω湍流模型 涡激振动 任意拉格朗日-欧拉方法 有限元 |
Coupled numerical dynamic analysis of flow and submerged floating tunnel |
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