桥梁建设对河道通航水流条件影响的数值模拟

通过一维与二维潮流数学模型相结合,模拟计算跨河桥梁建成后,工程河道水流变化情况及对通航的影响。     

基于二维数学模型的串列圆柱桥墩对通航水流的影响*

规划中的四川江安长江第二过江公路桥采用钻石形串排圆柱型主塔,为了研究其主塔桥墩对该桥区河段各通航水力要素的影响程度,通过建立平面二维水流数学模型,模拟该河段方案实施前后的水流流场,从工程应用的角度分析串列圆柱桥墩对河段水流条件的影响。分析数模仿真结果得知：在各级流量下桥区河段水位、流速在工程实施前后变化较小,桥轴线横向流速较小,桥梁的建设对通航水流条件影响较小,不会对船舶安全通过桥区产生影响。     

赣江尾闾南支枢纽通航水流条件数值模拟研究*

拦河枢纽的施工和运营将显著改变河道的水流条件,对通航产生潜在的影响,因此有必要对枢纽工程不同时期的通航水流条件进行研究和评价。以赣江南支枢纽工程河段为研究对象,建立南支河段二维水动力数值模型,模拟施工期和运营期的河道水动力过程,分析枢纽工程对航道通航水流条件的影响。结果表明：各时期航道内流态相对平顺,不会对通航产生不利影响,在大部分流量工况下水流条件均满足通航要求;仅在施工一期10 a一遇工况下,临时航道有部分区域流速超过赣江航道通航流速控制指标（2.00 m/s）,长度约为2 000 m,流速最大值为2.54 m/s;在施工二期、运营期,河段航道内水流条件均满足通航要求。研究结果可为赣江南支枢纽通航安全和运行调度提供参考。     

钱塘江上游游埠航电枢纽通航水流条件数值模拟*

为了进一步优化游埠航电枢纽上下游通航水流条件,建立了适合该区域的二维水流数学模型,对衢江游埠航电枢纽上下游通航水流条件进行了计算分析。上游桥区选择合适的通航孔和航道,尽量提高通航净宽;对下游连续弯道,优化了航道的布置,改善了通航水流条件,以保障船舶航行安全。     

引江济淮跌水工程汇流口通航条件三维数值模拟

基于VOF法的RNG k-ε双方程紊流数学模型,对引江济淮工程韩桥跌水工程水流压强特性及下游通航水流流态进行三维数值模拟,对消能效果进行分析评价,并根据原布置方案的流速分布情况以及水流特性,对方案进行调整优化.结果表明:韩桥跌水工程原布置方案,在支流20 a一遇和5 a一遇流量通航工况条件下,汇流口横向流速值均不符合规...     

梅东浅滩围垦对水流影响的数值模拟

由于梅山本岛土地资源紧张,为了实现梅山规划区块功能,初步考虑在梅山本岛东部围垦以建设梅山通用航 空产业基地等基础设施。采用MIKE 21 HD水动力模型对梅山水道封堵前提下5个不同围垦方案实施后对梅山岛海域的流场 情况进行了数值模拟,并对比围垦实施前后潮流场变化情况,对各方案进行初步比选。从模拟结果可以看出,规划梅东围 垦工程的建设不会改变大范围整体海域的流场结构。总体而言,梅东围垦方案一围垦范围最小,受其影响的范围也相对较 小,而方案5由于未封堵扑蛇山与梅山间汊道,因此其对穿山南作业区的影响程度要小于其他各封堵汊道的方案。     

弯曲分汊河段桥区通航水流条件及通航孔调整净宽分析*

建设于弯道、分汊的通航环境复杂河段的老旧桥梁在部分水情下海事安全风险较高。为研究调整通航孔对提高此类老旧桥梁通航安全性的作用,以赣江丰城公路大桥为例,建立全长14.7 km的二维水流数学模型,对下游龙头山航电枢纽运行前后洪、中、枯各级流量下河道水流特性、桥孔内和桥区通航水流条件进行计算与分析,并按照规范方法论证桥梁净宽尺度及其调整的可行性。研究成果可为类似弯曲分汊河段老旧桥梁通航环境改善提供借鉴。     

荆州大桥桥区水域通航安全的思考

首先分析了荆州大桥桥区通航环境现状和太平口水道及桥区水域安全状况;接着指出了荆州大桥存在的突出安全隐患;最后对加强桥区通航安全提出了几点对策和建议。     

引江济淮五老堰跌水工程汇流口通航水流条件及改善措施*

基于VOF法的RNG k-ε双方程紊流数学模型,对引江济淮工程五老堰跌水工程水力特性及下游通航水流流态进行三维数值模拟,研究汇流口通航区域横向流速及流态特征,分析原设计方案汇流口通航水流条件不满足规范要求的原因,并通过跌水工程后退、减小汇流角度和优化翼墙与干渠连接弧度等措施对原设计方案进行调整优化。结果表明,优化后的工程方案汇流口区域横向流速与回流流速均满足设计要求,5和20 a一遇通航工况最大回流流速分别为0.10和0.16 m/s,最大横向流速分别为0.13和0.27 m/s,可作为推荐方案。     

水流数值模拟中的混合编程技术

FORTRAN语言计算效率高但图形功能弱,Visual Basic(VB)计算效率低而图形功能强。为了发挥两者的优势,实现FORTRAN资源的再利用,以VB6.0和FORTRAN95为开发平台,通过动态链接库(DLL),探讨和演示了VB和FORTRAN混合编程技术在水流数值计算中的应用,实现了VB可视化界面与FORTRAN强大的数值计算能力的相结合。并探讨VB调用Surfer 8.0进行嵌入式编程,对水流数值模拟的结果进行了图形化处理和动态的显示。     

桥墩扰流对通航净宽尺度影响的试验研究

建桥后由于桥墩扰流,改变了原有的水流条件与河床冲淤条件,从而影响到原有的通航条件.在总结国内主要研究成果的基础上,结合水槽定、动床试验成果,对桥墩扰流宽度影响因素进行深入分析,并用量纲分析法得出其计算公式.     

桥梁建设对内河通航条件影响研究

分析了新建桥梁对河道演变,通航水流条件以及通航净空尺度的影响,指出了在桥梁规划设计中应注意的问题,提出了改进通航条件的措施。     

基于船舶交通模拟实验的水域通航风险评估

基于水域通航环境的分析和船舶流量的统计,采用VB 6.0编程方法设计并建立船舶交通模拟实验平台,对船舶会遇信息进行统计分析,从而实现通航风险的有效评估,其评价结果具有实时性和区域性分布的特点.     

桥区通航问题及对策研究综述

从桥梁布设原则、通航河流上桥梁建设论证的内容、通航条件的研究、桥梁碍航原因、桥梁碍航问题的处理方法、通航孔跨度的确定等方面对桥区航道问题及整治技术研究现状进行了归纳和总结,并提出了进一步研究的方向。     

内河船舶交通流建模与仿真研究

为了更精确地模拟内河船舶交通流的运行状态,根据内河船舶相互影响特性,将航道作为交通流中为船舶提供通航服务的主要资源,将船舶行为及相互之间的耦合关系模型化,在此基础上构建基于通航服务资源的内河船舶交通流模型.利用仿真软件进行仿真实验,结合长江干线某断面流量数据进行实例验证.实验结果表明,该模型能较好地模拟内河宏观交通流.     

三峡库区溢油预报模型构建及数值模拟

随着三峡库区通航条件改善和船舶流量的不断增加,库区水上溢油风险形势日益严峻.综合考虑风、流的作用,结合水动力方程、溢油漂移扩散的“油粒子”模型等,设计了适用于三峡库区船舶溢油预报模型,并从应急的角度出发,对水动力模型进行并行化改造,提高了预报速度.在此基础上对175 m水位库区的假想溢油事故进行了模拟,初步检验了溢油预测模型的效果.     

基于随机粒子仿真的海上搜寻区域确定

为提高海上搜救的成功率,最大限度地减少生命和财产损失,需要快速确定包含搜寻目标漂移后的最小搜寻区域.在海洋环境数值预报模式下,考虑了不同的遇险推测场景条件,采用随机粒子仿真法确定了目标初始概率分布,恰当地描述了海洋环境数据以及风压系数中的不确定性因素对目标漂移的影响,建立了搜寻目标整体漂移模型.采用该整体漂移模型对落水人员漂移区域进行了数值预测仿真.仿真结果表明:随机粒子仿真法能准确预测搜寻区域,较好地利用现有的环境数据库信息,实时计算搜寻区域的包含率,生成指定时刻的概率分布图,相比于采用传统解析方法预测搜寻区域约缩小1/2.     

桥墩对周围海域水动力环境影响研究

建设在海岸河口水域的大桥桥墩,会增加桥位水域的阻力并减小过水断面,从而对周围海区的水动力环境产生一定影响,而海岸河口水动力较为复杂,单纯采用某一种研究手段往往难以全面地分析这种影响。文章以浙江省温州市大门大桥为例,通过对大桥所在的大、小门岛和沙头水道海域的水动力条件、泥沙条件及地形冲淤变化进行分析,掌握了该海域的水文泥沙环境与冲淤演变规律,对大桥建设后地形演变趋势进行了预测;然后又建立了二维潮流场数学模型,模拟研究大桥建设对周围海区的潮位、水流、潮量等水动力环境的影响。结果表明:工程建成后,工程对周围海域水动力环境影响仅在桥位附近,不会引起其他水道和海域的改变。     

基于ANSYS的预应力连续刚构桥非线性仿真模型研究

介绍了在ANSYS中建立桥梁结构仿真模型的步骤、求解方法和收敛准则,依托工程实例详细叙述了SHELL63和LINK10单元的使用方法和预应力效应的模拟方法,采用基于ANSYS宏语言的二次开发技术,实现了预应力连续刚构箱梁桥的仿真模型构建。     

基于两相紊流模型的航道悬移质泥沙运动数值模拟

从两相流的基本方程出发建立了一个研究悬移质泥沙非平衡输移的数值模型。基本方程中考虑了相间相对运动的影响，水相和颗粒相通过相间作用力进行耦合，雷诺方程毒用后k-ε-A，紊流模型封闭。对模型进行验证后将其应用于航道横断面的悬移质泥沙运动数值模拟。