波浪对桥墩动力作用机理及数值模拟

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1、硕士学位论文＿ｍａｓｔｅｒｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ论文题目：波浪对桥墩动力作用机理及数值模拟ｉ＾＾ｍ国内图书分类号：０３５３．４；Ｕ４４１＋．４密级：公开国际图书分类号：５３０；６２４西南交通大学研究生学位论文波浪对桥墩动力作用机理及数值模拟年级二零一二级姓名王伟申请学位级别工学硕士专业工程力学指导教师唐怀平副教授二零一五年五月七日ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：０３５３．４；Ｕ４４１＋．４Ｕ．Ｄ．Ｃ：５３０６２４；ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉ

2、ａｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｇｙＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＴｈｅｓｉｓＴｈｅＤｙｎａｍｉｃＭｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＷａｖｅｓｏｎＢｒｉｄｇｅＰｉｅｒｓＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＷａｎｇＷｅｉＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｅｃｉａｌｉｔ：ＥｎｉｎｅｅｒｒｉｎＭｅｃｈａｎｉｃｓｐｙｇｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＴａｎｇＨｕａｉｉｎｐｇＭａｙ７

3、２０１５，，西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密□，在年解密后适用本授权书；２．不保％／使用本授权书。＂’请在以上方框内打’（Ｖ）学位论文作者签名：指导老师签名，厂’ｒ％ｉ＾‘曰期：ｙ曰期：西南交通大学

4、硕士学位论文主要工作声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：１．通过ＡＤＩＮＡ软件演示了波浪传播的二维分析，探究了如何尽量减小波浪传播过程中波高衰减的方法，并对造波速度、水深与波浪的关系进行了研究。２．分析了水流对圆形墩柱的作用，介绍了桥壤绕流与祸激振动现象，并基于ＡＤＩＮＡ软件，分别从二维和三维的角度完成对圆形壤柱的绕流模拟仿真，分析了流速、。水深等因素对壤柱绕流动力响应的影晌，并模拟分析了群桩效应３．建立实例桥壤模型，完成单独波浪、波流联合作用下桥壤的动力响应分析，总结了波浪、波流联合作用下桥壤的动

5、力响应特点。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。一切法律责任将由本人承担本人完全了解违反上述声明所引起的。学位论文作者签名：＂曰期？：ｒｉ？Ｕ／西南交通大学硕士研究生学位论文第Ｉ页摘要深水桥壤长期承受着波浪的直接威胁，尤其是在极端恶劣的波浪作用下，波浪剧烈的冲击力可能直接导致桥梁坊塌破坏。同时，随着水深增加，桥墩的

6、自振频率减小并接近波浪入射频率，桥壤容易被波浪所激发，引起共振响应，导致结构物严重破坏，造成巨大经济损失和人员伤亡。本论文通过数值模拟方法，基于波浪理论，开展波浪对水深桥鐵动力响应课题研究，对深水桥梁工程设计和工程建设有着重要理论指导意义和工程应用价值。本论文主要工作如下：１．论述了论文的研究意义，介绍了国内外针对深水结构物波浪力计算的研究现状和进展，归纳了相关的波浪理论及其数值模拟方法。２．利用ＭＡＴＬＡＢ软件，实现波浪波面升高时程模拟以及小直径缴柱、大直径壤柱的波浪力计算，并分析其影响因素。使用ＡＤＩＮＡ

7、软件进行了波浪传播的二维分析，探究了如何尽量减小波浪传播过程中波高衰减的方法，并对造波速度、水深与波浪元素的关系进行了研究。３．建立实例桥梁的桥墩及整桥模型，通过ＡＮＳＹＳ软件对其进行自振特性的分析，得到桥缴与整桥模型的固有频率及模态振型。经过公式推导，计算桥壤及整桥模型在波浪载荷下的动力响应，分别从时域和频域对计算结果进行分析。４．分析了水流对圆形壤柱的作用，介绍了桥徵绕流与祸激振动现象；基于ＡＤＩＮＡ软件，分别从二维和三维的角度完成对圆形墩柱的绕流模拟仿真，分析了流速、水深。等因素对壤柱绕流动力响应的

8、影响，并模拟分析了群桩效应５．建立圆形壤柱、实例桥壤模型，完成了单独波浪、波流联合作用下结构的动力响应分析，总结波浪、波流联合作用下桥壤的响应特点。关键词：波浪；桥墩；动