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群桩与波浪相互作用陷阱模态的数值仿真
【机构】 河海大学工程力学系； 河海大学港口海岸与近海工程学院； 中水淮河规划设计研究有限公司；
【摘要】 本文数值模拟了水利和海洋工程中常见的多桩柱结构与水波之间的相互作用问题。当柱或桩之间距离较近时,它们相互间的水动力影响较强,在一些特定频率入射波作用下,群桩内侧流体会出现陷阱模态现象,即大部分入射波的能量困于群桩之间,无法流出,桩周围波高显著增加,如波浪上涌或甲板上浪等现象,影响结构的气隙性能,同时引起群桩结构上作用的压强和波浪力显著增大,导致结构局部破坏甚至发生灾难性的整体倾覆。本文数值模拟了群桩的不规则排列和桩的可渗透性对结构周围的局部波高分布及结构受力情况的影响。在保证多桩柱结构安全的前提下,本文还数值仿真了桩柱的不规则排列和桩柱的可渗透性对下游波高的影响。我们的研究结果表明:采用可渗透圆柱不规则排列的办法比单独使用可渗透圆柱或圆柱不规则排列能更进一步地降低结构附近自由表面的波高;同时适当地提高多孔介质等可渗透材料的无量纲渗透率,还能减弱下游波高,起到维护港池、保护重要海上建筑物的效果。
【关键词】 多桩柱结构；
可渗透圆柱；
奇异边界法；
水波与结构物相互作用；
【基金】 国家重点基础研究发展规划(973)项目(2010CB832702);国家杰出青年科学基金项目(1077403);水利部公益性行业专项经费项目(201101014)资助
- 【会议录名称】 第十六届海峡两岸水利科技交流研讨会论文集
- 【会议名称】第十六届海峡两岸水利科技交流研讨会
- 【会议时间】2012-10-18
- 【会议地点】中国安徽合肥
- 【分类号】P75;TV139.2
- 【主办单位】中国水利水电科学研究院、台湾大学