河口越江大桥桥墩群效应数值模拟

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1、上海交通大学硕士学位论文河口越江大桥桥墩群效应数值模拟姓名：陈毅敏申请学位级别：硕士专业：流体力学指导教师：刘桦2002.6.1河口越江大桥桥墩群效应数值模拟摘要本文应用水动力学软件Delft．3D，对在潮波作用下的桥墩群效应作了包括二维和三维的十分详尽研究。IDelft3D．flow是一套多维水力学仿真程序，适用于在曲线的边界拟合网格上计算潮汐和气象力所引起的非定常流和输运现象。在对三维问题的仿真中，该水力学模型在垂直方向采用了所谓的盯坐标变换，这样可以使得原本复杂的底部地形得以用平整的地形代替，同时还使得整个计算水域具有相同的垂向分层数

2、，从而使得计算效率大大提高。水动力学模型是基于浅水假定的N．s方程及k一占湍流模式。引入交错网格(法，通过差分离散实现了动力学方程的数值计)与ADI内容可以分成三部分。第一部分是概化模型的计算，其目的为弄清楚桥墩群的不同布设方案对水癣结构的影响。詹对桥墩群影响水流结构的不同影响因子(包括跨距突变、跨距、跨痊比、截面收缩率和桥轴偏移角等)，作者设计了多个概化的物理模型进行计算模拟。桥墩群的效应可以分成两类，一类是因为桥梁跨距的不同组合而引起的，一类是因为桥梁的轴向走向引起的。本文对两类效应作了充分的论述，指出了跨距突变、跨距、跨径比、截面收缩

3、率和桥轴偏移角等工程参数影响工程后

4、水流流速的机理蜘二部分工作是对长江口崇明越江通道的桥梁设计方案进行全面的评估，用二维模型模拟工程方案实施后对工程区乃至长江口水域的水流结构的影响。指出方案所选的建设地点附近的浅滩对工程方案实施后的水流结构的影响，建议该桥的建设地点避开该处浅滩。第三部分是用三维模型对工程方案进行模拟，采用网格嵌套的方法来缩小三维的计算域，即用二维的模拟结果给三维模拟时候的开边界提供水位边界条件。给出了计算域的垂向流速矢量图，同时还分析了桥墩局部的下降水流。关键词。。lf。≮_越江遗≤7桥墩彝_跨距荚菱；，跨在瓿7NUMEI

5、UCALSIMULATIONoFTHEIMPACTSOFBIUDGEPIERSONTIDALFLOWABSTRACTInthisthesis，thehydrodynamicmodule，Delft一3Dwasused．Delft-3Disamulti—dimensionalhydrodynamicsimulationprogramthatcalculatesnon-steadyflowsandtransportphenomenaresultingfromtidalandmeteorologicalforcingonacurvilinear,

6、boundary—fittedgrid．In3Dsimulations．thehydrodynamicmoduleappliestheso—calledsigmaCO-ordinatetransformationinthevertical，whichresultsinsmootllrepresentationoftheboaomtopography．Italsoresultsinahi曲computingefficiencybecauseoftheconstantnumberofverticallayersoverthewholecompu

7、tationaldomain．Inthefirstpartofthisthesis，severalphysicalmodelsweredesignedtostudythephy’sicalmechanismthathowthepierseffecttheflowstructure．Thefactors，suchasthespan，thesuddenchangeofthespan，theratioofthespantothesizeofpierandthedirectionoftheaxisofthebridge，whichmayaffect

8、theflowstructure，arediscussedindetail．Anaccurate2DsimulationfortheprojectofChongmingBridgeinShanghaiwascarriedoutinthesecondpart．A3DsimulationfortheSalTleprojectwascarriedoutinthelastpart．KEYWORDSDelft·3D，ChongmingBridge，piers，ratioofspantospan，ratioofspantOsizeofpier上海交通大

9、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。本人授权上海交通