山區(qū)河流大水位差框架墩式碼頭結(jié)構(gòu)水流力數(shù)值計算研究.pdf

1、在三峽水庫蓄水發(fā)電以后，庫區(qū)水位已發(fā)生較大變化，在庫區(qū)河段的季節(jié)性暴雨等極端情況下，三峽水庫上游碼頭將經(jīng)受高水位、大流速的特殊水文條件考驗，水流將對碼頭產(chǎn)生重要影響?？蚣芏帐酱a頭為新型結(jié)構(gòu)碼頭，自身設(shè)有多層聯(lián)系撐，結(jié)構(gòu)受水流影響復(fù)雜，所受水流荷載目前無法準(zhǔn)確計算，為準(zhǔn)確了解框架墩式碼頭結(jié)構(gòu)的水流影響問題，對此類碼頭水流荷載更加明確的受力以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化、降低工程造價等方面有著重大意義。本文基于FLUENT流體計算軟件，建立二維與三維計算模型

2、，逐步從簡單的兩方柱繞流、多方柱的繞流、再到帶橫縱撐的三維繞流模擬計算，旨在探尋特定條件下，框架墩式碼頭結(jié)構(gòu)中樁柱的繞流阻力系數(shù)以及繞流流場的分析，為類似碼頭水流力計算提供一定的參考。
　　 二維模擬計算為:串并聯(lián)兩方柱的繞流與單排、雙排并列三方柱的繞流模擬。
　　 串聯(lián)時的方柱間距變化對下游方柱所受水流阻力的影響較大，上游方柱阻力系數(shù)基本維持在2.0，與單柱時的阻力系數(shù)基本相等。下游方柱的阻力系數(shù)從-0.62而隨著間距

3、增大而遞增，出現(xiàn)負(fù)值是因為流場的改變導(dǎo)致方柱前后壓差變化的結(jié)果。
　　 并列兩方柱與三方柱時繞流參數(shù)出現(xiàn)一定的對稱現(xiàn)象，均為處于對稱尖角位置的方柱;并列兩方柱時的間距比為2、2.5、3時的阻力系數(shù)分別為2.40、2.28、2.18，而并列三方柱間距比為1、2、3、4時左右兩邊的方柱阻力系數(shù)分別為3.63、2.69、2.35、2.21，同樣，各阻力系數(shù)均較單柱時有所增大。雙排并列三方柱繞流模擬研究得到各方柱阻力系數(shù)主要在1.65～

4、3.63這個區(qū)間，其各方柱的阻力系數(shù)沒有明顯的變化規(guī)律。
　　 本文還進行了單橫撐、雙橫撐的兩并列方柱與帶一層橫縱聯(lián)系撐的雙排四方柱的三維數(shù)值模擬。研究表明:對于一般的工程情形，一定間距下碼頭中的上下層橫撐在水流作用下的相互影響已經(jīng)較小，橫撐自身的阻力系數(shù)同樣為2.0，而對于帶有橫縱聯(lián)系撐時的雙排四方柱的繞流時，下游橫撐所受水流阻力明顯減小，其阻力系數(shù)已減小到0.5，而縱撐的水流阻力可忽略不計。
　　 通過二維與三維模擬