基于床面動(dòng)邊界方法的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)局部沖刷數(shù)值模擬研究.pdf

1、海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)周圍局部沖刷對(duì)于風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)穩(wěn)定性有較大影響,是風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)研究的重要課題。為了研究風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)周圍的局部沖刷,本文利用開源CFD軟件OpenFOAM建立三維水流數(shù)學(xué)模型,開發(fā)了基于網(wǎng)格拓?fù)渥儞Q的床面動(dòng)邊界方法用于模擬床面高程變化,并對(duì)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)周圍局部沖刷進(jìn)行了模擬。本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)在OpenFOAM的基礎(chǔ)上建立了三維水流數(shù)學(xué)模型。利用建立的三維水流數(shù)學(xué)模型模擬了不同粗糙度床面下明渠流動(dòng)和圓柱繞流,分

2、析了流速垂向分布以及圓柱周圍流場(chǎng)結(jié)構(gòu),并與物理模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證了水流模型的合理性。
　　(2)在OpenFOAM軟件中的網(wǎng)格拓?fù)渥儞Q工具的基礎(chǔ)上開發(fā)了基于網(wǎng)格拓?fù)渥儞Q的床面動(dòng)邊界方法,并用于模擬床面高程變化。在三維水流模型和床面動(dòng)邊界方法的基礎(chǔ)上,基于極限切應(yīng)力平衡法,建立了水流作用下結(jié)構(gòu)物周圍局部沖刷三維數(shù)學(xué)模型。
　　(3)應(yīng)用所建立的三維沖刷數(shù)學(xué)模型模擬了實(shí)驗(yàn)室尺度圓柱周圍局部沖刷以及西螺大橋橋墩附近洪水作用下