随机波浪作用于三桩桩列上的横向力的水动力特征及群桩效应

本文试验研究了随机波浪作用于串列及并列三桩桩列上的横向力的水动力特征及组成桩间的群桩效应，给出了横向力系数与ＫＣ、ＬＤ两参数的相关曲线。在频域内建议了一个新参数一横向力比频率，它能从一个方面较好地概括横向力谱的特征。以孤立桩柱的横向力为基准考查了桩间相互干扰产生的横向力变化，并以群桩横向力系数描述了这一变化规律。针对随机波浪的特点，文中给出了计算各组成桩上横向力及合力的实用化方法。     

随机波浪作用于三桩桩列上的横向力的水动力特征及群…

本文试验研究了随机波浪作用于串列及并列三桩桩列上的横向力的水动力特征及桩间的群桩效应，给出了横向力系数与ＫＣ、ＬＤ两参数的相关曲线。在频域内建议了一个新参数一横向力比频率，它能从一个较好地概括横向力谱的特征。     

规则波和水流共同作用下圆柱受力的研究

本文通过实验研究,基于Morison方程和线性波理论,探讨了在规则波和水流共同作用下作用于垂直圆柱上的横向力,它与正向力的关系以及它对总力的影响。根据KC数的重新定义值,文中给出了合力系数C_l、速度力系数C_d、惯性力系数C_m、升力系数C_L及升力主导频率与KC数的相关图。结果表明,在一定KC数的范围内,横向力对总力的影响不应忽略;速度力系数C_d、惯性力系数C_m及合力系数C_l与重新定义的KC数有着良好的相关性。     

作用于群桩上的波浪力

通过规则波及不规则波的水槽试验,测定了作用在单桩上、双桩横排、纵排以及4根桩方阵排列时各组成桩上的波浪力,分析了波浪作用下桩力水动力系数,纵向力及横向力间关系,得到了群桩中各组成桩的桩力群桩系数变化规律。     

土体条件对水平荷载下桩土作用影响分析

基于Abaqus软件建立三维有限元模型,分析了土体弹性模量、泊松比及粘聚力三种条件对桩身弯矩、水平位移的影响,提出了预测桩身弯矩及水平位移的"内部中点插值法"和"拟合函数插值法"两种预测方法。结果表明:桩身弯矩随深度的增加先增大后减小,各土体条件值与桩身最大弯矩符合对数关系;桩身正方向水平位移随深度的增加不断减小,桩身负方向水平位移随着深度的增加先增大后减小,各土体条件值与桩身最大水平位移符合幂函数关系;提高各土体条件值均减小桩身最大弯矩及最大水平位移,其中提高土体弹性模量对其减小程度最大。桩身弯矩及水平位移在土体条件值范围内预测时,桩身埋置深度一半处以上采用"拟合函数插值法",以下采用"内部中点插值法",在土体条件值范围外预测时,采用"拟合函数插值法"。     

振荡流边界层中颗粒受力的三维格子玻耳兹曼模拟

应用格子玻耳兹曼方法对振荡流边界层中单个颗粒在近壁面处的受力进行了三维模拟,计算结果与已有数值模拟结果(雷诺数为300)和实验结果(雷诺数为2000)进行了比较,吻合均较好。计算结果表明,当雷诺数为300时,在振荡流做正反向运动时力系数的幅值变化过程相同,横向涡量的空间分布具有对称性。雷诺数为2000时,紊动增强使力系数在不同流动方向时的变化有所差异,而且横向涡量的分布呈现非对称性,这时颗粒受到横向力作用。     

基于RNG k-ε湍流模型的串列双矩形截面桥墩绕流流场特性研究

串列双矩形截面桥墩在桥梁工程中应用广泛,桥墩间距对其绕流流场特性影响显著。利用Fluent软件,基于RNG k-?湍流模型对单矩形截面桥墩、串列双矩形截面桥墩绕流非稳态瞬时流场进行数值求解,从涡量、流线、压力及横向流速等多方面,研究了不同桥墩间距工况下(L/W=2、4、6)串列双矩形桥墩绕流流场分布特征。结果表明,与单矩形桥墩相比,串列双矩形桥墩绕流流动更复杂,尾流涡体及流线弯曲区横向分布范围更广;两桥墩剪切层的生成、分离和重附受桥墩间距影响,当L/W≥4时上游桥墩尾流出现涡体的生成与脱落,桥墩间形成流线弯曲区、压力增高区和压力降低区,下游桥墩尾流形成多个压力降低区。矩形桥墩尾流横向流速呈正负交替波动,与单桥墩单一且对称分布的流速波形图相比,双矩形桥墩横向流速波形图不再对称分布;桥墩间横向流速峰值随间距增大而降低,桥墩两侧区域横向流速波动峰值较单桥墩增大,且距离桥墩中心线越远波动峰值越低。研究结果可为桥墩布设提供参考。     

内河框架码头桩柱绕流水动力特性的二维数值模拟

桩柱绕流水动力特性直接决定水流对桩柱作用力的分布规律,是内河框架码头水流荷载计算的基础。结合计算流体动力学(CFD),依托内河框架码头实际工程,进行了内河框架码头大直径桩柱串列及并列4桩柱绕流水动力特性的二维数值模拟,系统分析了不同流速及不同桩间距下桩柱绕流尾流流场形态,揭示了桩柱绕流阻力系数、升力系数、斯特劳哈尔数随桩间距和流速的变化规律。研究了串列及并列4桩柱绕流流场形态和水动力特性,不同流速及不同桩间距下的遮流影响效应、遮流影响系数以及横向影响系数的变化。数值模拟与分析结果可为计算类似内河框架码头水流荷载提供一定的技术参考。     

水泥土搅拌桩荷载传递特性分析

根据水泥土搅拌桩的现场静载试验,测量了桩的轴向应变,计算了桩身轴力、桩侧摩阻力,分析了桩的荷载传递特性。结果表明:水泥土搅拌桩表现出摩擦桩的特性;荷载主要在一定的范围内传递,桩的轴力和侧摩阻力在桩体上部的衰减较快;主要在桩顶处发生横向拉裂破坏;桩体破坏前后荷载的传递机理是不同的。     

双排抗滑桩受力规律的数值研究

采用FLAC3D程序,分析了三维状态下双排桩加固滑坡时滑坡剩余下滑力在前、后排桩上的分配规律,以及当滑体抗剪强度参数变化时桩后推力与桩前抗力的分布规律。结果表明：当桩间距在2～5倍桩宽、桩排距在1～8倍桩高范围内变化时,前、后排桩对剩余下滑力的分担比在4∶6和3∶7之间变化;前排桩的桩后推力与桩前抗力分布形态分别接近于梯形和抛物线形,后排桩则均接近于梯形。研究成果可为滑坡加固工程设计时参考。     

挟沙水流中悬浮颗粒的漂移—扩散方程

本文基于固液两相流动双流体模型的基本方程推导得到了挟沙水流中悬浮颗粒的漂移-扩散方程，该方程表明，除重力外，作用在颗粒上的升力、虚拟质量力、Basset力等，以及颗粒间相互作用都会影响颗粒浓度分布，对明渠中悬浮颗粒浓度垂线分布分析结果表明，在床面附近有较大值的升力是使得悬浮颗粒浓度在趋近床面时增大趋势趋缓，甚至趋向于零的重要因素，本文公式与明渠实测悬浮颗粒浓度垂线分布的对比也证实了这一点。     

可变空化器诱导超空泡形态特征的数值研究

基于变阻力空化器理论,该文提出一种可用于调节水下航行体侧向力(包括俯仰力和偏航力)的可变侧向力空化器控制方案,利用FLUENT的混合多相流模型对空化器三维空泡绕流现象进行数值研究,验证了该可变空化器控制超空泡形态与航行体侧向力的能力。计算结果显示,通过控制元件的径向运动,可变侧向力空化器能有效调节水下航行体的俯仰力、偏航力以及超空泡的外形尺寸。当控制元件任意一侧的凸出高度达到空化器直径的5%,非轴对称状态的空化器会产生相当于阻力30%的升力或侧向力,同时空泡截面内凹;来流攻角在0°–10°范围内变化时,可变侧向力空化器能够减缓超空泡轴线的偏移程度,同时空化器的升力系数随着攻角的增加会有一定程度下降。     

串列双圆柱在规则波中的压力分布

本文通过实验研究，测定了串列双圆柱在规则波中柱表面压力，分析了定常压力和脉动压力沿柱周向的分布，对并列、串列双圆柱的升力进行了适当的讨论，结果表明，两柱的压力分布、升力均与两柱间距有关。     

三峡升船机塔柱联系梁三维有限元内力计算

 三峡垂直升船机塔柱纵、横向联系梁在塔柱连接以及整体结构联合受力中起着非常关键的作用,梁的配筋设计是塔柱土建结构配筋设计的重要环节。采用三维实体单元对塔柱结构进行静力分析,直接应用有限元结点力计算梁内力,比常见的应力积分法的精度提高1阶,而且避免了角点应力奇异性带来的误差。该方法基于MARC软件二次开发,不需要编制有限元计算程序,操作简单,编程容易,是三维实体单元计算梁结构内力的实用方法。同时,针对升船机塔柱联系梁数量多、工况复杂的特点,提出从数据准备、内力提取、拉力计算到应力成果显示的程序自动化操作方法,大大减少了人工工作量。     

长江中游武汉-湖口段鹅头洲演化动力学分析

为了探讨长江中游武汉-湖口河段鹅头洲河道的形成及演化规律,运用地球动力学方法进行了河演分析。结果表明,鹅头洲河道弯头上游段微元体所受的弯道离心力与掀斜抬升力和科氏力作用方向相反,相互消减,减弱了河流向左岸的侵蚀作用强度;在弯头下游段,3种力相互叠加,加强了向右岸的侵蚀作用,使鹅头洲河道上游弯道长且宽,下游弯道短,且呈窄的鹅头形状,鹅头顶端始终指向抬升作用一侧。     

RESEARCH ON HYDRODYNAMIC FORCES OF CAVITATING GRID FINS

Hydrodynamic forces and flow pattern of four kinds of cavitating grid fins with cavitation number from 2.5 to 0.25 were simulated numerically with a bubble two phase flow model embodied in the commercial CFD code Fluent 6. 0.Comparison with experimental datum showed that rules of hy drodynamic forces changing with cavitation number were coordinated with experiment, and cavitation made the ratio of lift to resistance decrease. Calculated axial force and chordal pressure center in all wetted condition or those at cavitation number less than 0. 75 agreed well with experiments. Normal force in all wetted condition was less by 20 per cent. The differences between computation and experiment in the total range of cavitation number were mainly because that the inciplent cavitation number in computation was less than that at experiment.     

Numerical simulation of low-Reynolds number flows past two tandem cylinders of different diameters

The flow past two tandem circular cylinders of different diameters was simulated using the finite volume method. The diameter of the downstream main cylinder （D） was kept constant, and the diameter of the upstream control cylinder （d） varied from 0.1D to D. The studied Reynolds numbers based on the diameter of the downstream main cylinder were 100 and 150. The gap between the control cylinder and the main cylinder （G） ranged from 0.1D to 4D. It is concluded that the gap-to-diameter ratio （G/D） and the diameter ratio between the two cylinders （d/D） have important effects on the drag and lift coefficients, pressure distributions around the cylinders, vortex shedding frequencies from the two cylinders, and flow characteristics.     

再论渗透力及其应用

追述了多年来对渗透力学术观点的争论,并再就此问题论述了渗透力的物理概念及其与之相关的各力(包括渗流作用合力及其分解成的两个分力(渗透力和浮力)),渗透力与周边孔隙水压力的转换关系及各力作用在单位土体的图示;从数学上引用格林公式,证明土体表面水压力与土体本身渗透力之间的转换关系.并把渗透力应用到管涌问题,推导出能计算各级土颗粒的临界坡降公式;同时也列出早年引导出的滑坡计算公式.说明了引用渗透力研究管涌和滑坡问题的优越性.