考慮流固耦合效應(yīng)的波浪作用下橋墩動(dòng)力響應(yīng)分析.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷深入，對(duì)交通條件提出了更高的要求，各種海上結(jié)構(gòu)物得到了迅速地發(fā)展，尤其是跨海大橋的建設(shè)，隨時(shí)承受著波浪、海冰、海流、風(fēng)、潮汐、地震等不確定因素的影響，這些影響因素直接關(guān)系到海洋結(jié)構(gòu)物的安全使用。水與橋墩的相互作用問(wèn)題是典型的流固耦合振動(dòng)問(wèn)題，波浪荷載與橋墩的相互作用問(wèn)題也是一個(gè)較為復(fù)雜的問(wèn)題，這些不同形式的海上結(jié)構(gòu)物經(jīng)常遭受到較大波浪的沖擊作用，因此研究流固耦合情況下波浪對(duì)近海結(jié)構(gòu)物的沖擊動(dòng)力響應(yīng)作用變得非常必要與緊迫

2、，具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　本文在了解國(guó)內(nèi)外研究狀況的情況下，查閱了大量的專(zhuān)業(yè)理論資料，做了考慮流固耦合效應(yīng)時(shí)波浪對(duì)橋墩的動(dòng)力響應(yīng)分析的研究。因此，本文的研究以ANSYS12.0有限元軟件為平臺(tái)，以經(jīng)典波浪理論及國(guó)內(nèi)外研究成果為基礎(chǔ)，通過(guò)ANSYS12.0-CFX特有的CEL語(yǔ)言環(huán)境編寫(xiě)自定義程序來(lái)模擬數(shù)值波浪，開(kāi)展了以下幾個(gè)方面的研究工作:
　　1.分析三維波浪與橋墩的相互作用問(wèn)題，首先要解決三維波浪的數(shù)值模擬問(wèn)題，文

3、中采用了基于VOF算法的邊界造波法進(jìn)行了三維波浪的模擬，在數(shù)值波浪水槽入射邊界上給定波浪型式流速和波高等波浪特征參數(shù)值，成功地實(shí)現(xiàn)了三維數(shù)值造波，為開(kāi)展波浪與橋梁墩柱的作用提供了條件。
　　2.研究了考慮流固耦合情況下波浪對(duì)橋墩的動(dòng)力響應(yīng)分析，結(jié)合ANSYS12.0和CFX有限元軟件對(duì)雙向流固耦合進(jìn)行了數(shù)值模擬，針對(duì)兩種不同截面形式的墩柱分別模擬，將數(shù)值結(jié)果與規(guī)范比較后，較為吻合，驗(yàn)證了此數(shù)值模擬方法研究三維波浪和橋梁墩柱流固耦合

4、作用具有可行性。
　　3.在三維數(shù)值造波及雙向流固耦合研究的基礎(chǔ)上，分別做了迎浪面耦合模型、背浪面耦合模型以及整體耦合模型的仿真分析，對(duì)迎浪面模型和背浪面模型結(jié)果進(jìn)行疊加，并將疊加后的結(jié)果與整體耦合模型的計(jì)算結(jié)果對(duì)比，即疊加耦合與整體耦合的對(duì)比。分析表明，迎浪面耦合模型和背浪面耦合模型兩者的疊加結(jié)果與整體耦合模型結(jié)果極為相近，可以用疊加耦合來(lái)代替整體耦合，因此計(jì)算橋墩墩柱整體耦合時(shí)，建議分別計(jì)算其幾部分的耦合，再加以疊加，可以大大