基于床面動邊界方法的風(fēng)機基礎(chǔ)局部沖刷數(shù)值模擬研究.pdf

1、海上風(fēng)機基礎(chǔ)周圍局部沖刷對于風(fēng)機基礎(chǔ)穩(wěn)定性有較大影響,是風(fēng)機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)研究的重要課題。為了研究風(fēng)機基礎(chǔ)周圍的局部沖刷,本文利用開源CFD軟件OpenFOAM建立三維水流數(shù)學(xué)模型,開發(fā)了基于網(wǎng)格拓撲變換的床面動邊界方法用于模擬床面高程變化,并對風(fēng)機基礎(chǔ)周圍局部沖刷進行了模擬。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)在OpenFOAM的基礎(chǔ)上建立了三維水流數(shù)學(xué)模型。利用建立的三維水流數(shù)學(xué)模型模擬了不同粗糙度床面下明渠流動和圓柱繞流,分

2、析了流速垂向分布以及圓柱周圍流場結(jié)構(gòu),并與物理模型試驗結(jié)果進行對比驗證了水流模型的合理性。
　　(2)在OpenFOAM軟件中的網(wǎng)格拓撲變換工具的基礎(chǔ)上開發(fā)了基于網(wǎng)格拓撲變換的床面動邊界方法,并用于模擬床面高程變化。在三維水流模型和床面動邊界方法的基礎(chǔ)上,基于極限切應(yīng)力平衡法,建立了水流作用下結(jié)構(gòu)物周圍局部沖刷三維數(shù)學(xué)模型。
　　(3)應(yīng)用所建立的三維沖刷數(shù)學(xué)模型模擬了實驗室尺度圓柱周圍局部沖刷以及西螺大橋橋墩附近洪水作用下