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波流作用对地震下深水桥梁桩基动力响应的影响机理研究
1
作者 王中兴 刘梅 +1 位作者 李梦屿 韩庆华 《地震工程与工程振动》 北大核心 2026年第1期42-54,共13页
随着经济社会的发展及交通需求的快速增长,越来越多的跨海桥梁相继兴建。与陆地桥梁相比,深水桥梁所处的荷载环境更为复杂,可能会受到地震、波浪和海流的联合作用,这对桥梁的建造与服役安全带来巨大挑战。本文以深水桥梁单桩为研究对象... 随着经济社会的发展及交通需求的快速增长,越来越多的跨海桥梁相继兴建。与陆地桥梁相比,深水桥梁所处的荷载环境更为复杂,可能会受到地震、波浪和海流的联合作用,这对桥梁的建造与服役安全带来巨大挑战。本文以深水桥梁单桩为研究对象,采用考虑流固耦合效应的三维精细化数值模拟方法,在最不利地震方向及起振时刻下,通过改变结构参数(水中基频、弹性模量、截面尺寸)、波流参数(流速、波高、水深、周期)以及地震动参数(PGA、地震动类型),系统性地研究了波流作用对地震下深水桥梁桩基动力响应的影响程度及机理。研究结果表明,波流作用对地震下深水桥梁桩基动力响应的影响随着结构弹性模量、截面尺寸以及地震动PGA的增大而减小,而随着波高、水深的增大而增大,随流速、波浪周期的增大先减小后增大,并随着结构自振基频接近波浪频率或远离地震动主频而增大;对于本文所分析的工况,波流作用对地震下深水桥梁桩基动力响应的影响程度大多集中10%~90%之间,因此深水桥梁抗震设计不应忽略波流作用的影响。 展开更多
关键词 深水桥梁桩基 数值模拟 地震-波流联合作用 地震响应 参数分析
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波流作用下海床振荡与累积响应的半动态耦合模型
2
作者 万志朋 崔林 郑东生 《上海交通大学学报》 北大核心 2026年第1期142-153,共12页
波流共同作用的荷载环境下,预测波(流)致多孔海床孔压累积引起的海床液化失稳过程是至关重要的.在Biot准静态固结模型基础上,既往研究通常采用解耦模型分别讨论振荡孔隙压力和累积孔隙压力,并忽略了土体颗粒加速度引起的惯性效应对累积... 波流共同作用的荷载环境下,预测波(流)致多孔海床孔压累积引起的海床液化失稳过程是至关重要的.在Biot准静态固结模型基础上,既往研究通常采用解耦模型分别讨论振荡孔隙压力和累积孔隙压力,并忽略了土体颗粒加速度引起的惯性效应对累积孔隙压力的影响.本文结合振荡与累积孔压之间的耦合作用,提出了一种波流联合作用下海床振荡与累积响应的半动态耦合模型.通过与已有水槽试验结果对比,验证了耦合算法在数值模型中的可靠性.此外,通过设置多组对照案例,深入分析了波浪参数和土体参数对累积孔压发展的影响.研究结果表明,波高、水深和相对密实度的改变会极大影响累积孔压以及最大液化深度的发展;半动态耦合模型与准静态耦合模型预测的最大液化深度差异在6%以内,反映了土颗粒加速度对孔压累积的影响. 展开更多
关键词 波流共同作用 耦合机制 土体动力响应 液化准则 最大液化深度
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波流组合作用的大间距群桩基础冲刷试验研究 被引量：5
3
作者 杨则英 孙芮 +5 位作者 毕传龙 薛洪野 段蓉蓉 王成赫 曲植霖 高庆水 《土木工程学报》 北大核心 2025年第5期65-78,共14页
为研究波流作用下大桩间距群桩基础的冲刷发展过程和冲刷特性,以青岛近海某群桩基础为原型,开展恒定流和波流工况下多种桩间距的群桩模型水槽试验,得到桩周孔压响应和冲深发展的一般规律。基于三维扫描仪绘制了冲刷坑地形云图,揭示不同... 为研究波流作用下大桩间距群桩基础的冲刷发展过程和冲刷特性,以青岛近海某群桩基础为原型,开展恒定流和波流工况下多种桩间距的群桩模型水槽试验,得到桩周孔压响应和冲深发展的一般规律。基于三维扫描仪绘制了冲刷坑地形云图,揭示不同桩间距(G/D)和弗劳德数(Fr)对冲刷坑形态的影响;并利用Flow3D软件模拟群桩波流冲刷发展过程。最后,建立考虑波流条件、泥沙特性及群桩布置形式等因素的最大冲刷深度预测公式,并利用数值模拟的计算结果进行验证。研究表明:波流作用下群桩周围孔压响应具有显著时空差异;波流最大冲刷深度明显大于恒定流,且随着G/D的增大而减小;G/D较大时各桩周围表现为独立冲刷坑;群桩下游形成两条沙脊,且当G/D越小、Fr越大时沙脊越明显;预测公式在试验数据集和模拟验证集上表现良好,R~2分别为0.996和0.994,准确性和可靠性较好。 展开更多
关键词 桥梁工程 波流冲刷 模型试验 群桩基础 冲刷坑形态
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波流共同作用下跨海大桥倾斜桥墩水动力特性
4
作者 李芬 朱超群 +2 位作者 周厚正 朱昕悦 孙亮 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第8期3415-3424,共10页
跨海大桥桥墩时刻受到水流和波浪的冲刷作用,桥墩周围水流环境复杂,基础易出现局部冲刷,可能危及桥梁安全。基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)和开源软件OpenFOAM开展圆端形桥墩绕流流场的三维数值模拟,研究不同倾斜... 跨海大桥桥墩时刻受到水流和波浪的冲刷作用,桥墩周围水流环境复杂,基础易出现局部冲刷,可能危及桥梁安全。基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)和开源软件OpenFOAM开展圆端形桥墩绕流流场的三维数值模拟,研究不同倾斜角度和长宽比(L/D)条件下的桥墩周围流场发展过程,涡流发展情况以及荷载变化规律。结果表明:波流作用下,桥墩后方形成对称分布的涡旋并呈周期性变化。一个周期内,当波谷传递到桥墩时,后方尾涡区范围增大,涡旋不断变大并向后移动,在波峰到达桥墩前达到最大,后逐渐减小消散;随着向下游倾斜的角度增大,斜墩趋向于流线形,尾涡减小,桥墩所受水平荷载减小;随着长宽比增大,桥墩后方的尾涡区范围减小,水平荷载增大。在长宽比为1~3,倾斜角度为-30°~30°范围内,当长宽比为1,倾斜角度为10°时桥墩所受荷载最小,该结果可为跨海大桥桥墩冲刷设计提供参考。 展开更多
关键词 波流耦合作用 倾斜桥墩 局部冲刷 OPENFOAM
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波流共同作用下砂质海床液化分析
5
作者 薛莹莹 张杰 +2 位作者 陈炜昀 张璟哲 蔡飞 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第7期1317-1324,共8页
针对潮流对海床液化前和液化后海床位移特征的影响规律尚不明确问题,本文建立了一个波流共同作用下多孔弹塑性海床有限元模型,采用Biot控制方程描述海床动力响应,采用状态相关的边界面模型模拟海床液化行为。计算结果表明:潮流不仅影响... 针对潮流对海床液化前和液化后海床位移特征的影响规律尚不明确问题,本文建立了一个波流共同作用下多孔弹塑性海床有限元模型,采用Biot控制方程描述海床动力响应,采用状态相关的边界面模型模拟海床液化行为。计算结果表明:潮流不仅影响海床内部的累积孔压,对海床内振荡孔压也有较大影响;波流对砂质海床的密实作用在海床液化后尤为显著。当海床液化后,同向波流总体能够增大海床的位移,尤其是水平位移,而逆向波流显著降低海床水平位移。砂质海床竖向位移随着波流的持续作用,经历了3个典型阶段,即弹性响应阶段、逐渐压密阶段、严重液化阶段。 展开更多
关键词 波流共同作用 海床液化 饱和多孔弹塑性海床 u-p形式Biot理论 海床位移轨迹 海床孔压累积 有限元分析 边界面模型
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波流载荷作用下子母管水动力特性研究
6
作者 刘俊 师玉敏 +3 位作者 周晓东 闫术明 王亚琼 程婧 《力学与实践》 2025年第6期1146-1155,共10页
在大型水槽中开展子母管水动力模型实验,研究了海流参数、波浪参数、子母管相对角度θ和管床间隙比e/D等因素对母管水动力载荷和频率特征的影响。结果表明:单独流作用下,当θ为60°~150°时,母管阻力系数CD较单管道显著增大;根... 在大型水槽中开展子母管水动力模型实验,研究了海流参数、波浪参数、子母管相对角度θ和管床间隙比e/D等因素对母管水动力载荷和频率特征的影响。结果表明:单独流作用下,当θ为60°~150°时,母管阻力系数CD较单管道显著增大;根据θ值的不同,远离床面母管可受到指向床面或背离床面的平均竖向力;单独波作用下,全埋管道升力幅值较间隙比0情况有显著放大,呈现与DNV规范单管道推荐值相反的趋势;波流共同作用下,母管升阻力频率出现波浪频率的亚谐波和谐波频率,升力的主频为波浪频率的亚谐波频率。 展开更多
关键词 子母管 水动力载荷 频率特性 模型实验 波流作用
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波流作用下裙式吸力锚基础的冲刷特征研究
7
作者 刘红军 郭子贤 +1 位作者 于雅琼 朱成浩 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第9期80-90,共11页
裙式吸力锚是一种有着施工方便,抗冲刷性能强等优点的新型海上风机基础型式。本文通过室内波流水槽冲刷试验,将裙式吸力锚模型安装在平底砂床中,改变波流条件,记录冲刷发展的过程与冲刷坑的形态特征,并就冲刷发展规律受到不同波流因素... 裙式吸力锚是一种有着施工方便,抗冲刷性能强等优点的新型海上风机基础型式。本文通过室内波流水槽冲刷试验,将裙式吸力锚模型安装在平底砂床中,改变波流条件,记录冲刷发展的过程与冲刷坑的形态特征,并就冲刷发展规律受到不同波流因素的影响进行分析。研究成果如下:当流速增加或淹没率减小时,冲刷范围增大,冲刷发展加快,准平衡阶段冲刷深度与淤积高度增加。得到了预测不同的基础高度(淹没率)下基础周围冲刷深度历时发展规律。波高增大时,随着试验从清水冲刷阶段发展到动床冲刷阶段,最大冲刷深度先增加后减小,最大淤积高度始终增加。增加相对流速会使冲刷加剧,增加速率先提升再降低。基础前方冲刷坑为“倒勺状”,基础两侧对称出现沙丘,基础后方有马蹄状淤积沙丘。流速增加或淹没率减小时,基础前方冲刷坑,后方淤积沙丘的尺度都会增大。筒裙结构能较好地发挥抗冲刷作用。 展开更多
关键词 海上风机 裙式吸力锚 波流作用 冲刷深度 冲刷坑形态
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波流耦合下海上风力机单桩基础水动力特性分析 被引量：1
8
作者 黄斐 朱仁庆 +3 位作者 刘红藏 秦雅 孙科 纪仁玮 《太阳能学报》 北大核心 2025年第4期485-493,共9页
针对传统的势流理论无法考虑波流耦合及其与结构物之间相互作用的非线性水动力学问题,建立波流耦合作用下单桩基础水动力数值模型,采用高精度分离涡(DES)方法对流场进行模拟,对不同波、流条件下桩柱更为精准的水动力特性进行分析。研究... 针对传统的势流理论无法考虑波流耦合及其与结构物之间相互作用的非线性水动力学问题,建立波流耦合作用下单桩基础水动力数值模型,采用高精度分离涡(DES)方法对流场进行模拟,对不同波、流条件下桩柱更为精准的水动力特性进行分析。研究结果表明:1)无流速下最大水平波浪力随波陡增大呈线性增长,而无因次波浪力随波陡数增加而减小;2)波流同向时,随流速的增大,波浪力谷值增长比峰值增长更为显著,而峰值处相位差较谷值处更为明显;波流反向时,波浪力峰值减小趋势以及相位差更鲜明,压强峰值随流速的变化较小;3)波浪力随波周期的增长而减小,相比相同波高增长率,周期变化对波浪力的影响更为突出;4)桩柱绕流过程中出现破浪破碎现象,两侧产生对称旋涡,绕流导致桩柱前方的高水位堆积,进而导致波浪力曲线呈轻微锯齿状。 展开更多
关键词 风力机单桩基础 分离涡模拟 波流耦合 相位差 水动力特性 波浪力
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“灿鸿”台风风暴潮过程波流耦合效应数值研究
9
作者 楚栋栋 李梦雨 +4 位作者 朱勇辉 元媛 何子灿 车助镁 张继才 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第1期106-114,共9页
基于FVCOM水动力模式和FVCOM-SWAVE海浪模式,构建了1509号台风“灿鸿”过境期间的波流耦合风暴潮模式;在对风暴潮增水和有效波高验证良好的基础上,开展了波流相互作用对增水的影响及风暴潮增水动力要素量化分析。研究发现:在近岸浅水海... 基于FVCOM水动力模式和FVCOM-SWAVE海浪模式,构建了1509号台风“灿鸿”过境期间的波流耦合风暴潮模式;在对风暴潮增水和有效波高验证良好的基础上,开展了波流相互作用对增水的影响及风暴潮增水动力要素量化分析。研究发现:在近岸浅水海域,波流耦合作用对水位影响显著,在风暴潮增水极值时刻,其对水位的贡献率达14%左右,并且高潮位时刻波流耦合作用倾向于引起减水,低潮位时刻波流相互作用倾向于引起增水;考虑波流耦合后,有效波高模拟结果与实测数据更加吻合;风场对风暴潮增水起主导作用,影响范围集中在浙江近岸海域和杭州湾海域,最大风暴潮增水可达2 m;在开阔海域,气压对台风中心范围风暴潮增水作用显著,而在近岸海域特别是杭州湾湾顶,天文潮-风暴潮非线性相互作用和波流相互作用对风暴潮增水的作用增强,最大增水分别可达1.2 m和0.5 m。相关研究结果可为海岸防灾减灾提供参考。 展开更多
关键词 风暴潮 波流相互作用 耦合模式 台风
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波流作用下东海海底管道悬跨段水动力分析 被引量：1
10
作者 郎一鸣 许文兵 +2 位作者 廖仲毅 向毅 邱海荣 《船舶工程》 北大核心 2025年第3期124-135,共12页
[目的]悬跨海底管道在波浪、水流及管道自重等荷载作用下,会产生过大的弯矩而引起破坏,也会在水动力作用下,当涡激振动频率与管道固有频率接近时引发“共振”破坏。[方法]运用计算流体力学软件Fluent,通过二次开发构建了数值波流水槽,... [目的]悬跨海底管道在波浪、水流及管道自重等荷载作用下,会产生过大的弯矩而引起破坏,也会在水动力作用下,当涡激振动频率与管道固有频率接近时引发“共振”破坏。[方法]运用计算流体力学软件Fluent,通过二次开发构建了数值波流水槽,根据东海某海底管道实际情况,对波浪、水流各组合条件下的管道周围水动力场进行数值模拟,[结果]得到其涡旋脱落情况、管线水平受力及垂直受力变化情况,分析管线在水平方向和垂直方向的最大受力及涡激振动频率变化规律。[结论]相比于传统依赖阻力系数和惯性力系数的经验公式计算方法,此数值模拟技术不受固定系数限制,能更全面地反映管道波流力随波流要素、管道直径变化的影响,并揭示了各计算方法在不同工况的适用性和准确性差异。 展开更多
关键词 波流 海底管道 悬跨 水动力分析
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波流耦合作用下鱼礁型潜堤的波浪变形及湍流特性研究
11
作者 郑宇华 周鑫 +2 位作者 匡翠萍 蔡家新 唐泓淏 《水生态学杂志》 北大核心 2025年第5期269-280,共12页
探究潮流影响下透水鱼礁型潜堤近区波浪运动与湍流变化特性,揭示鱼礁型潜堤在不同波流组合下的水动力调控机制,为理解生态型透空结构的能量耗散规律与紊流诱导机理提供理论依据。基于VOF方法与雷诺时均方程(RANS),构建波流耦合数学模型... 探究潮流影响下透水鱼礁型潜堤近区波浪运动与湍流变化特性,揭示鱼礁型潜堤在不同波流组合下的水动力调控机制,为理解生态型透空结构的能量耗散规律与紊流诱导机理提供理论依据。基于VOF方法与雷诺时均方程(RANS),构建波流耦合数学模型,采用非结构网格精细刻画鱼礁型结构孔隙几何,对纯波浪、波流同向和波流反向作用下鱼礁型潜堤的水动力变化展开了数值试验。结果表明,与纯波浪(v=0)相比,顺流工况(v=0.2 m/s)下堤前测点波高平均降低约10%,波长增加约5%~10%,引起时间序列前移0.1~0.2个波周期;逆流(v=-0.2 m/s)则相反,堤前波高增加约13%,波长减小,相位滞后。波流同向时,波浪非线性减弱,波浪破碎点向岸移动,反射系数高达0.786,比纯波浪时增加超过20%,潜堤通过增强波浪反射促进了波流间能量的转换,推动了近区涡旋发展和涡量增大;波流反向时,非线性增强,波浪破碎点向海移动,在堤前以卷破波的形式破碎,耗散系数达0.646,此时潜堤以促进水体紊动耗散作用为主削减波能,堤内水体通过迎浪面开口流出,发挥了以流消波的作用。 展开更多
关键词 鱼礁型潜堤 湍流 波浪 波流耦合 涡量
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面向海上灯浮标供电的波流耦合链式发电装置
12
作者 张继军 张翔宇 宋永欣 《太阳能学报》 北大核心 2025年第9期238-247,共10页
针对海上灯浮标日益增加的能耗需求问题,设计一种可同时收集海面波浪能和海流能的水下链式发电装置,建立发电装置的运动和输出电压模型,数值模拟研究发电装置元器件结构与运动参数对其发电性能的影响,合理确定发电装置中弹簧刚度和平面... 针对海上灯浮标日益增加的能耗需求问题,设计一种可同时收集海面波浪能和海流能的水下链式发电装置,建立发电装置的运动和输出电压模型,数值模拟研究发电装置元器件结构与运动参数对其发电性能的影响,合理确定发电装置中弹簧刚度和平面励磁阵列结构,并进行实验验证。结果表明,相同波流耦合激励下,励磁阵列的运动幅值随弹簧的刚度增加而减小,输出电压随励磁阵列的运动频率和振幅的增加而增大。当锚链的摆动幅值和频率分别为142.70 mm和0.85 Hz时,发电装置(励磁阵列的尺寸(长×宽×高)为50 mm×20 mm×50 mm)具有5.02 V的平均电压幅值和0.024 mW/cm3的最大空载功率密度,可实现对低频波流能量的收集与转换,并为海上灯浮标提供电力。 展开更多
关键词 浮标 波浪能装置 水力发电机 波流耦合 链式发电装置 波浪能
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波流耦合作用下深水桥墩群桩基础动力响应研究
13
作者 金仁贵 吴文兵 陈力博 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第3期136-142,共7页
为探明深水桥墩群桩基础在波流耦合作用下的动力响应特征,选用会战谱模拟波浪的非线性作用,运用MATLAB软件编程求解波流力时程曲线,基于ANSYS数值分析软件建立泰和赣江特大桥3#桥墩结构的三维有限元模型,模拟深水桥墩群桩基础在波流耦... 为探明深水桥墩群桩基础在波流耦合作用下的动力响应特征,选用会战谱模拟波浪的非线性作用,运用MATLAB软件编程求解波流力时程曲线,基于ANSYS数值分析软件建立泰和赣江特大桥3#桥墩结构的三维有限元模型,模拟深水桥墩群桩基础在波流耦合作用下的响应规律,并开展瞬态动力分析。结果表明:桥墩基础墩顶处位移表现出累积趋势,墩身、墩底和桩顶处的位移、应力、应变呈现非线性波动特征;横桥向变形量在墩顶处最大,向下逐渐减小,最小值在桩顶处;墩身的应力、应变的最大值分别位于静水面处和墩底与承台相交处,最小值位于墩顶、桩顶处。该研究结果可为深水桥墩基础的设计与运营维护提供理论指导。 展开更多
关键词 深水桥墩 群桩基础 动力响应 波流耦合作用 数值计算 三维有限元模型
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复杂海洋环境大型钢沉井定位下放波流荷载效应研究 被引量：1
14
作者 伍敏 《桥梁建设》 北大核心 2025年第1期103-109,共7页
为了解复杂海洋环境下大型钢沉井下放过程中的受力性能,以西堠门公铁两用大桥金塘岛侧桥塔钢沉井为背景,建立波流-钢沉井相互作用的流固耦合模型,研究水流作用下(波高为0)及波流共同作用下(波高为3、4、5 m)不同流速与钢沉井下放位置对... 为了解复杂海洋环境下大型钢沉井下放过程中的受力性能,以西堠门公铁两用大桥金塘岛侧桥塔钢沉井为背景,建立波流-钢沉井相互作用的流固耦合模型,研究水流作用下(波高为0)及波流共同作用下(波高为3、4、5 m)不同流速与钢沉井下放位置对钢沉井结构受力的影响。结果表明:钢沉井结构水平力受流速的影响巨大,水流单独作用下,流速从1 m/s增加至4 m/s时,同一位置钢沉井结构的峰值水平力最大增幅达575.27%;波流共同作用较水流单独作用时钢沉井结构水平力大幅增大,水流作用和波流共同作用对钢沉井结构垂直力整体影响不大;钢沉井定位下放过程应充分考虑波流共同作用和结构位置的影响;随着钢沉井结构的持续下放,钢沉井结构自身应力也随之增大,最大应力增大约116.88%,且应力多集中于缆绳与钢沉井的连接部位,应重点关注。 展开更多
关键词 大型钢沉井 钢沉井下放 波流作用 波高 水流流速 下放位置 受力分析 数值模拟
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波流耦合作用下胶州湾风暴潮增水的数值模拟——以9711号台风为例
15
作者 郑冰鑫 武雅洁 曹裕德 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期116-124,共9页
为了预报和防御胶州湾受台风影响而造成的风暴潮灾害,本文基于Delft3D数值模拟软件和混合风场模型,以9711号台风为例,建立了青岛胶州湾及其附近海域在台风影响下的二维波流耦合数值模型,利用耦合模型模拟分析9711号台风对胶州湾影响过... 为了预报和防御胶州湾受台风影响而造成的风暴潮灾害,本文基于Delft3D数值模拟软件和混合风场模型,以9711号台风为例,建立了青岛胶州湾及其附近海域在台风影响下的二维波流耦合数值模型,利用耦合模型模拟分析9711号台风对胶州湾影响过程中波流耦合增水极值对风暴潮以及胶州湾的影响,探究纯风生流表层流场的时空变化特征和波浪增水对风暴潮增水的贡献。结果表明:9711号台风对胶州湾引起的风暴潮水位中天文潮位占主导地位,波流耦合增水极值随着叠加天文潮位的降低而增大,综合水位随着天文潮的降低而下降;当波流耦合最大增水叠加天文潮高潮位时,胶州湾西北部海域形成漫滩的风险加剧;此外,胶州湾内浅水区域的波浪增水较深水区域更为显著。 展开更多
关键词 波流耦合 风暴潮 波浪增水 纯风生流 Delft3D模型 胶州湾
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波流作用下沙纹床面悬沙运动的高效数值模型
16
作者 周游 侯新妤 +1 位作者 施华斌 陈鑫 《力学学报》 北大核心 2025年第2期453-463,共11页
沙纹床面旋涡运动和泥沙输运对海岸地貌演变有着重要影响,但传统数值模型忽略了非线性波-流相互作用、泥沙相位差等重要因素.文章在保证精度的基础上降低计算成本,发展了一个高效的波流共同输运悬沙的数值模型,并探究了沙纹床面水动力... 沙纹床面旋涡运动和泥沙输运对海岸地貌演变有着重要影响,但传统数值模型忽略了非线性波-流相互作用、泥沙相位差等重要因素.文章在保证精度的基础上降低计算成本,发展了一个高效的波流共同输运悬沙的数值模型,并探究了沙纹床面水动力及悬沙运动规律.悬沙方程综合了惯性及尾涡对颗粒紊动扩散的相反作用;泥沙近底条件统合了非线性波的加速度-边界层非对称效应和波流相互作用,泥沙的相位差和质量守恒效应.本文用系列波流共同作用下的沙纹实验验证了模型适用性,进一步对比了恒定流、波浪往复流和波流共同作用的沙纹水动力和悬沙运动.结果表明,波浪的存在增加了紊流黏度,动量交换机制使得表观粗糙高度比实际粗糙高度大很多,从而改变了流的速度对数分布律.流的存在主要影响波峰以上波浪的水平流速,影响了对称往复流泥沙通量在正负半周期的对称性,从而产生净输沙.该高效数值模型可用于海域复杂波流动力条件下沙纹的数值计算,可为港口、海岸及近海工程的规划和建设提供科学指导. 展开更多
关键词 波流共同作用 涡动沙纹 相位差 惯性及尾涡 泥沙近底条件
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波流作用下粉沙悬沙分布的数值模拟研究
17
作者 郭继涛 张庆河 张金凤 《水道港口》 2025年第2期196-203,共8页
准确描述波流共同作用下随波浪周期变化的粉沙运动,对于研究粉沙质海岸上的航道淤积、潜堤减淤等问题具有重要意义。采用通量边界条件描述泥沙悬扬,利用紊流模型中浮力项修正描述悬沙层化效应,基于REEF3D开源模型建立了波流共同作用下... 准确描述波流共同作用下随波浪周期变化的粉沙运动,对于研究粉沙质海岸上的航道淤积、潜堤减淤等问题具有重要意义。采用通量边界条件描述泥沙悬扬,利用紊流模型中浮力项修正描述悬沙层化效应,基于REEF3D开源模型建立了波流共同作用下的粉沙运动模型。在构建的模型中,采用Navier-Stokes方程描述流体运动,k-ω模型描述紊流运动,水平集法刻画自由表面,速度入口造波和主动吸波法构建波流数值水槽,对流扩散方程描述粉沙运动。模型计算结果与收集到的实测数据进行了比较。结果表明:在不同波高的波流共同作用下,该模型均可较为合理地反映粉沙悬沙的时空变化规律。将模型应用于航道淤积计算,模拟结果与试验数据基本吻合。 展开更多
关键词 层化效应 悬沙浓度 粉沙 波流共同作用 REEF3D模型
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波流作用下深水长桩动力放大效应
18
作者 李伟 付殿福 +4 位作者 张晖 赵战华 李良坤 王朝阳 梁文洲 《中国海洋平台》 2025年第1期82-87,共6页
以南海100 m深水长桩为对象,建立基于水池试验测试与验证的长桩流固耦合动力响应分析数值模型。开展深水长桩在波流载荷作用下的动力响应特征计算和分析。结果表明:由于水动力非线性影响,数值分析结果会不同程度地偏于保守;随机波浪引... 以南海100 m深水长桩为对象,建立基于水池试验测试与验证的长桩流固耦合动力响应分析数值模型。开展深水长桩在波流载荷作用下的动力响应特征计算和分析。结果表明:由于水动力非线性影响,数值分析结果会不同程度地偏于保守;随机波浪引起长桩谐振效应带来的长桩纵向运动和动力放大系数均明显增大,而叠加流作用对长桩运动有显著的抑制作用,运动降低幅度约30%。 展开更多
关键词 长桩 放大系数 波流 谐振 数值模型
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磁悬浮列车外形及制式对管道激波流场的影响分析
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作者 黄尊地 周镇斌 常宁 《机械工程学报》 北大核心 2025年第10期386-394,共9页
空气已经成为高速列车进一步提速的关键制约因素之一,高速运行导致列车能耗及环境噪声危害性剧增。为了发展下一代更高速交通运输系统,低真空管道和高速磁浮列车结合的交通运输系统构想得以提出和发展。低真空管道列车超高速运行导致管... 空气已经成为高速列车进一步提速的关键制约因素之一,高速运行导致列车能耗及环境噪声危害性剧增。为了发展下一代更高速交通运输系统,低真空管道和高速磁浮列车结合的交通运输系统构想得以提出和发展。低真空管道列车超高速运行导致管道内产生激波效应等特殊流动现象,高速列车诱发的长大管道内激波演化机制、列车外形及制式等参数对管道列车激波流场的影响机理等关键科学和工程问题有待探明。通过分析列车周围流场特征、三维管道列车激波结构、管道内侧壁面压力及系数、车体表面压力及系数、车体表面温度、列车气动阻力及系数等,探索不同外形及制式对管道列车激波特性及表征的列车阻力系数和其他空间物理量的影响,得出列车外形影响激波产生位置、形状长度、反射位置、激波空间曲线及相交线等激波特性,进而影响列车气动阻力系数及其他空间流场物理量。在管道列车激波流场的影响下,列车长度一致,随着车头流线型长度的增加,列车气动阻力系数、车体表面压力系数和车体表面温度等随之减小;同时,相比较外形的影响,轨道交通运营制式的影响较弱。 展开更多
关键词 磁悬浮列车 外形 制式 管道列车 激波流场
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