封冻期冰塞作用下桥墩壅水性能的研究

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1、万方数据单位代码：!Q兰主窆学号：2Q!!!!!互Q墨5互密级：公五分类号：——一Tyl33冬肥卫寺犬警HefeiUniversityofTechnology硕士学位论文MASTER，SDISSERTATIoN论文题目：塾透塑迷塞佳旦王叠邀壅丞壁垒星的婴究学位类别：堂压亟±专业名称：丞歪』丞史王猩作者姓名：猩堡磊导师姓名：王至教援完成时间：2Ql垒生垒旦万方数据合肥工业大学IIIllll[IllltillIIIIHIIl学历硕士学位论文Y2696010封冻期冰塞作用下桥墩壅水性能的研究学科专业：丞型丞电工猩研究方向：生查丞歪l』2014年04月万方数据AD

2、issertationSubmittedfortheDegreeofMasterStudyoffrozenicejambackwatereffectpiersperformanceByChengBaoleiHefeiUniversityofTechnologyHefei，Anhui，ER．ChinaApril，2014万方数据合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕十学位论文质量要求。答辩委员会签名：(工作单位、职称、姓名)t席：安徽省水利水电勘测设计院高工零杉[先委员：合肥丁业火学教授委员：合肥丁业大学教授弓苦砺并哆％／，委员：

3、合肥T业大学教授专御委员：合肥工业大学教授金韶丧～导jjilj：合肥工业大学教授万方数据学位论文独创性声明术人郑重声明：所坚交的学俺论义是小人在导师指导下进{i独矗酬究工作所取得的成L粜。引我所知，除了文巾!恃别加以标注和致谢n0内容外．论：Z,-b小也含具他人已经zz表或撰!i过的研究成果，也不包含为i良得金型工!坐厶堂或其他教育自【构的。学位或证书而使J}j过的材划。埘木文成果做出员献的个人和集体，本人L在论_史rI，作了明确的说咧，≥f表示谢意。学位论文中表达的观点纯属作案叫i人观点，勺合肥』二业．大学无哭。学位论蝉者签名：耗辱磊签铡9j．如f仁午。

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5、流中桥墩的存在，必然会引起局部过流面积的缩窄，造成上游河段局部范围内水位的抬高。而封冻期河道中形成的冰塞进一步改变了原有的水力特征，增加了河道的综合糙率和封冻阻力，加大了河道上游产生壅水的可能性。目前考虑冰塞存在时桥墩壅水变化规律的研究工作较为匮乏，因此本次研究具有重要的现实意义。本文是基于桥墩壅水计算的基础上，通过数值模拟方法研究了冰塞作用下桥墩上游壅水的变化规律，为冬期河道的防凌减灾以及桥梁的修建提供一定的技术支撑和理论依据。本次模拟主要是采用多相流VOF方法对自由液面进行追踪处理，并使用Tecplot和Origin后处理软件对计算结果进行分析研究。另

6、外，本文利用Fluent动网格技术，通过UDF编写实现了冰塞的浮动。结果表明：进口流速与冰塞厚度对桥墩壅水的影响都很显著。冰塞厚度相同时，壅水高度随进口流速的增加而增大；进口流速相同时，壅水高度随冰塞厚度的增加而增大；模型计算值较规范公式(或经验公式)的计算值偏小，保持冰塞厚度不变，在进口流速较小时，模型计算值与规范公式计算值较为接近，随着进口流速的增大，两者之间的偏差也逐渐增大，但总体呈现的变化规律是一致的。同样，保持进口流速相同时，在冰塞厚度较小时，模型计算值与规范公式计算值较为接近，随着冰塞厚度的增加，两者之间的偏差也逐渐增大，但总体呈现的变化规律也

7、是一致的。关键词：冰塞；壅水；阻水率；数值模拟分类号：TVl33万方数据ABSTRACTThepresenceofpiersintheriver,inevitablyleadstoadecreaseofthelocalflowarea，andwaterlevelelevationatapositionupstreamoftheriver．Butinthefreezingperiod，icejamchangingthehydrauliccharacteristicsoftheoriginalriver，Comprehensiveroughnessandres

8、istancefrozenwasincreasedintheriv