几种桥墩概化方法在MIKE 21FM模型中的应用及适用性分析

为更好利用MIKE 21FM模型进行桥渡水力计算,将直接模拟法、加糙法、等效阻水面积法和地形折算法几种桥墩概化方法应用于MIKE 21FM模型。通过一个工程计算实例,综合比较几种概化方法在模拟准确度、计算效率和建模难度等方面的优劣。建议根据不同类型工程的精度和计算效率需求,采用适合的桥墩概化方法,以获得满足工程需要的效果。     

MIKE 21 FM中的涉水建筑物不同概化方法效果分析

利用MIKE21中的FM模块,采用不同的概化方法对桥墩等阻水建筑物进行概化,得出不同概化方法的水位等值线及桥墩局部的流场情况、涉河工程对河道行洪的影响,并进行了对比和优缺点分析。     

MIKE21在码头桩基“群桩”水力学效应分析中的应用

河道范围内桩基的存在形成阻水,对水位、流场等产生影响,码头下部桩基数量较多,影响相互叠加,形成"群桩效应",常规计算难以定量分析水位、流场变化。文中以淮河某码头为例,采用二维水动力模型方法对码头建成后壅水影响、流场变化进行定量分析。     

港珠澳大桥潮流物理模型设计的关键问题

港珠澳大桥横跨伶仃洋河口,该水域南北长75 km,东西宽约50 km,模拟总水域面积大于2 100 km2.针对此类型的桥梁潮流物理模型设计,桥墩桩群处理是关键问题之一.对于小尺度单桩如仅按几何相似比尺进行设计,则无法满足阻力相似,因此本模型在满足潮流运动相似原则的基础上,充分考虑大桥桩群总阻力相似的方法进行概化处理,并经过水流试验验证.结果表明该物理模型桩群概化处理和边界控制合理,较好地模拟了大桥建设对水流运动影响,为跨海特大型桥梁模型设计提供了切实可行的有效方法.     

跨杭州湾铁路桥河工试验模型桥墩设计关键问题研究

在河工模型试验中由于比尺效应的存在,雷诺数与实际河流差别很大,在研究桥墩、码头等桩柱结构的涉水工程影响时若按模型比尺缩制模型往往不能满足阻力相似的要求,从而影响试验准确性。通过水槽模型试验,对5 mm铁丝制作的几种常见布置形式的模型桩群绕流阻力进行试验。基于试验成果,以通苏嘉甬跨杭州湾铁路桥主墩为例,对主墩桩群进行概化。     

基于MIKE21 FM模型的跨河桥梁壅水影响研究

MIKE21 FM模块是以非结构化网格为基础的平面二维水动力模型,可对河道地形、道路边界进行灵活概化,桥墩阻力采用亚网格技术处理,模拟结果能够较好地反映计算河段的流场、流速和水位等要素及桥梁周边的要素变化情况。根据大凌河入海口处地形地貌复杂、阻水边界不确定的特点,进行了多方案的水动力模拟计算,分析不同桥长方案下河道水位、流速的变化规律,为工程建设方案比选和防洪评价提供科学依据。     

码头桩群对河道行洪与流场影响的三维数值模拟

采用三维标准k-ε紊流数学模型,引入气液两相流体积率模型跟踪自由水面,对建有高桩码头的河道流场进行数值模拟,并从流速分布和水位变化两方面对数值模拟和物理模型试验结果进行对比分析,验证了数学模型的可靠性和合理性。分析结果表明:高桩码头桩群对过水断面有"束窄"作用,桩群区外的流速急剧增大;水流进入桩群区一定距离后,存在一个速度的极小区域,在桩群影响远区,其流速沿程增大;当桩群长度一定时,桩群宽度越大,其阻水作用越大;当桩群宽度一定时,桩群长度越大,其阻水越明显。     

桥渡壅水对河道水位流场影响二维数值模拟

采用Simple算法建立了一套河道平面二维水流数学模型.针对桥渡壅水问题,提出了两项措施来进行桥墩的概化:①局部地形修正,主要通过增加桥墩所在节点的河底高程来反映桥墩对河道过水面积的压缩效果;②局部糙率修正,主要通过加糙来反映桥墩的阻水作用.通过对工程问题的计算验证其效果,选取赣江神岗山-井冈山拟建的阳明大桥长约7.5 km的河段作为计算河段.地形采用2000年实测河道地形图.计算网格采用边界层坐标系下河道拟贴体正交网格.网格节点数为73×70个,计算结果较好地反映了建桥前后桥墩附近水位流场的变化情况,说明桥墩概化较为合理.     

透空式防波堤结构概化对流场影响的试验研究

河工模型试验中，工程建筑物按模型比尺缩小后尺寸通常很小，模型制作十分困难。在试验中通常采用结构概化的方法来解决这一问题，但目前如何概化还没有理论计算可循，只能通过水槽试验来获得概化结构的尺寸，使得概化后的结构便于制作，同时又满足对水流影响与设计结构等效或差异较小。详细叙述了飞云江某渔港河工模型试验中透空式防波堤结构概化的问题，其方法在同类河工模型试验研究(如桥梁阻水等)中具有借鉴意义。     

桥群叠加阻水效应对河道过流能力影响研究

在桥墩概化、模型验证和参数分析率定基础上,建立秦淮新河涉水桥群二维整体数学模型,对秦淮新河不同水文条件下桥群叠加阻水对行洪能力的影响进行计算分析。结果表明:秦淮新河河道水流受桥群阻水叠加影响,尤其在中上游,桥墩布置密集,河道壅水明显,在一定程度上消弱了秦淮新河的行洪能力,对行洪安全造成一定影响。