橋梁建設(shè)配套拓河工程對(duì)水流影響的數(shù)值模擬分析

河道攔沙壩附近的水流流態(tài)復(fù)雜,且行洪期受泥沙影響較大。河道攔沙壩對(duì)水流的影響可以通過(guò)三維水流數(shù)值計(jì)算進(jìn)行分析。以某水道的攔沙壩的數(shù)學(xué)模型為計(jì)算實(shí)例,通過(guò)數(shù)值模擬出了該區(qū)域的三維流場(chǎng)分布,分析了攔沙壩對(duì)河道水流的流速和流場(chǎng)的影響特性。計(jì)算結(jié)果表明,攔沙壩對(duì)河道流場(chǎng)影響較大,最明顯的區(qū)域?yàn)閿r沙壩密集區(qū)附近,并且形成較大的渦流,對(duì)攔沙作用具有雙重影響特性。

基于一、二維水流數(shù)值模型模擬珠江三角洲流域某順岸式碼頭擴(kuò)建工程后工程附近河道的壅水高度和流速變化,分析了擴(kuò)建工程對(duì)工程附近局部流場(chǎng)和河道水流的影響,為順岸式碼頭擴(kuò)建工程的規(guī)劃和設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

基于一、二維水流數(shù)值模型模擬珠江三角洲流域某順岸式碼頭擴(kuò)建工程后工程附近河道的壅水高度和流速變化,分析了擴(kuò)建工程對(duì)工程附近局部流場(chǎng)和河道水流的影響,為順岸式碼頭擴(kuò)建工程的規(guī)劃和設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

采用正交曲線坐標(biāo)對(duì)赤水河鰱魚溪碼頭河段計(jì)算域進(jìn)行了坐標(biāo)擬合,用有限體積法(simplec程式)對(duì)擬合坐標(biāo)系下的水流基本控制方程進(jìn)行了離散,在求解過(guò)程中采用了欠松弛技術(shù)和逐線迭代法。分析了鰱魚溪碼頭工程前后河段內(nèi)水位、比降及水流流速的變化。研究了碼頭前沿船舶泊穩(wěn)條件和碼頭工程建設(shè)對(duì)洪水位的影響,得出了在赤水河鰱魚溪彎道凹岸建港可以將岸線適當(dāng)推向河心的認(rèn)識(shí)。

采用準(zhǔn)二維數(shù)學(xué)模型，研究了嘉陵江北碚防洪堤工程修建后河道水流條件變化及其對(duì)通航、上游防洪等的影響，分析了工程后，水面及比降變化、主流速度變化和上水航線流速變化，提出了合理可行的工程方案

為研究橋墩組中軸線與水流方向夾角較大對(duì)河道流場(chǎng)的影響,建立了平面二維數(shù)學(xué)模型,先在理想矩形水槽對(duì)不同夾角下橋墩組對(duì)流場(chǎng)的影響及橋墩優(yōu)化布置進(jìn)行了研究,并通過(guò)工程實(shí)例計(jì)算進(jìn)行了進(jìn)一步印證,結(jié)果表明:在夾角角度不變的情況下,將橋墩錯(cuò)開布置可較好的減少因橋墩組中軸線與水流方向夾角較大而帶來(lái)的不利影響。

以海門新江海河挖入式港池?fù)跎车坦こ虨檠芯繉?duì)象,采用有限體積方法,建立了三角形非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格二維潮流數(shù)學(xué)模型,分析了不同擋沙堤形態(tài)對(duì)堤頭流場(chǎng)、橫流和水位變化影響特性。研究結(jié)果表明,隨著堤長(zhǎng)增大,其挑流作用不斷增強(qiáng)。應(yīng)合理控制堤長(zhǎng)。堤頭形態(tài)變化可以起到優(yōu)化流場(chǎng)、減緩橫流的作用。工程區(qū)水位變化最明顯為漲落急時(shí)刻,最明顯區(qū)域?yàn)榈躺硗鈧?cè)靠近壩根處。

在庫(kù)溫分層條件下,bakun水電站通過(guò)設(shè)置導(dǎo)水疊梁來(lái)獲得表面取水效果,本研究采用數(shù)值模擬手段,模擬不同疊梁高程和不同水位時(shí)壩前庫(kù)區(qū)流場(chǎng)分布和壩前溶解氧沿水深分布,然后計(jì)算出下泄水體中溶解氧的變化過(guò)程。為疊梁高程的選取提供技術(shù)支持。

為研究橋墩組中軸線與水流方向夾角過(guò)大對(duì)河流流場(chǎng)的影響,采用平面二維數(shù)學(xué)模型首先模擬不同夾角下橋墩組對(duì)理想矩形水槽水流流場(chǎng)的影響,然后計(jì)算工程實(shí)例.結(jié)果表明橋墩組中軸線與水流方向夾角越大,橋墩對(duì)水流流場(chǎng)影響越大.最后得出結(jié)論:將左右幅橋墩錯(cuò)開布置可較好地減少因橋墩組中軸線與水流方向夾角過(guò)大而引起的對(duì)河流流場(chǎng)不利的影響.

采用平面二維數(shù)學(xué)模型,在理想矩形水槽中對(duì)不同夾角下橋墩組對(duì)流場(chǎng)的影響及橋墩優(yōu)化布置進(jìn)行了研究,并通過(guò)工程實(shí)例計(jì)算進(jìn)行了進(jìn)一步印證,結(jié)果表明:將左右幅橋墩錯(cuò)開布置可較好地減少因橋墩組中軸線與水流方向夾角過(guò)大而引起的對(duì)河流流場(chǎng)造成的不利影響。

以白坭河大橋擴(kuò)建工程為例,采用數(shù)學(xué)模型方法,通過(guò)模型率定與驗(yàn)證,選取典型水文組合,針對(duì)工程在主航道上形成的\"通航巷道\

與順直明渠水流相比,明渠交匯水流由于存在分離區(qū)和自由剪切面,其紊動(dòng)特性引起的阻力較為復(fù)雜,交匯水流除床面阻力外還受到較強(qiáng)的阻力。基于數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)比較分析表明,分離流與自由剪切流所產(chǎn)生的阻力(紊動(dòng)粘性阻力)對(duì)于交匯水流數(shù)值模擬具有重要影響。同時(shí),由于平面二維模型對(duì)二次流影響的忽略,斷面環(huán)流較強(qiáng)時(shí)數(shù)值模擬會(huì)產(chǎn)生較大的阻力(環(huán)流阻力),而斷面環(huán)流較弱時(shí),交匯水流的三維特性相對(duì)較弱,采用平面二維模型和k-ε紊流模型能達(dá)到較好的模擬效果。因此,紊動(dòng)及環(huán)流阻力的計(jì)算對(duì)交匯水流數(shù)值模擬的精度至關(guān)重要。

沉湖特大橋?qū)拥婪篮橛绊懙臄?shù)值模擬——為了分析沉湖特大橋?qū)h江沉湖河段的防洪影響情況，建立了非正交曲線坐標(biāo)下平面二雛水流數(shù)學(xué)模型，并應(yīng)用該模型對(duì)漢江沉湖特大橋修建前后的水流運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行了模擬。模型計(jì)算結(jié)果表明。橋梁修建后對(duì)工程附近河段水位和流...

為了分析沉湖特大橋?qū)h江沉湖河段的防洪影響情況,建立了非正交曲線坐標(biāo)下平面二維水流數(shù)學(xué)模型,并應(yīng)用該模型對(duì)漢江沉湖特大橋修建前后的水流運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行了模擬。模型計(jì)算結(jié)果表明,橋梁修建后對(duì)工程附近河段水位和流速影響均較小,基本上不會(huì)對(duì)沉湖河段防洪產(chǎn)生不利影響。

以深圳安托山安巒公館基坑爆破開挖工程為研究對(duì)象,采用數(shù)值模擬方法分析了爆破振動(dòng)傳播途徑中距離爆源不同距離處的振動(dòng)速度,以及大斷面、小斷面隧道襯砌振動(dòng)速度的分布情況。結(jié)果表明：在距離地鐵40m以內(nèi)爆破施工時(shí)應(yīng)采取減震措施;地鐵隧道迎爆側(cè)的水平和豎向振動(dòng)速度要大于非迎爆側(cè),隧道襯砌最大振動(dòng)速度在迎爆側(cè)拱頂和拱腳,爆破施工過(guò)程中應(yīng)對(duì)隧道迎爆側(cè)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)和防護(hù);隧道斷面對(duì)水平和豎向振動(dòng)速度均有放大作用。

運(yùn)用計(jì)算水力學(xué)的基本理論,采用二維水流數(shù)學(xué)模型進(jìn)行河流泄洪能力的數(shù)值模擬,借助于sms地表水軟件,分別模擬了河流在不同濕地面積、濕地寬度及不同植物糙率條件下,河流洪水位的抬升情況。結(jié)果表明,不同濕地寬度對(duì)泄洪水位的影響,最終歸結(jié)為主槽寬度的變化對(duì)泄洪水位的影響。主槽寬度相對(duì)于濕地面積及植物糙率,對(duì)洪水位的抬升影響較大,且主槽寬度越小,水位漲幅越大。對(duì)于在河流中如何布置和種植人工濕地及濕地植物的選取具有一定的指導(dǎo)作用。

為研究引橋式高樁碼頭對(duì)彎道河道水流的影響,建立了平面二維數(shù)學(xué)模型,基于彎道水流的運(yùn)動(dòng)機(jī)理,首先對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了典型試驗(yàn)驗(yàn)證,然后模擬西江一多引橋式高樁碼頭對(duì)西江某彎道段水流的影響,指出了此類碼頭使彎道河道水流發(fā)生的獨(dú)特變化,并指出數(shù)值計(jì)算中存在的不足及今后研究的努力方向。

梯形河道內(nèi)橋墩布置對(duì)近岸流速影響的數(shù)值模擬研究——以概化梯形河道為例，采用數(shù)學(xué)模型方法，就橋墩布置的不同位置對(duì)近岸流速的影響問(wèn)題進(jìn)行初步的探討和研究，進(jìn)而分析對(duì)堤防安全穩(wěn)定的影響。數(shù)值模擬研究結(jié)果表明：當(dāng)橋墩遠(yuǎn)離坡腳10m以上時(shí)，橋墩布置距離堤...

增從高速公路垮增江大橋受平面布置和結(jié)構(gòu)技術(shù)要求限制,橋墩軸線與水流方向夾角較大。本文用數(shù)值模擬的方法對(duì)兩種橋梁設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對(duì)比研究,通過(guò)繪制工程前后的水流流向變化等值線圖和流速變化等值線圖,分析兩種設(shè)計(jì)方案對(duì)河道流場(chǎng)影響的差異,歸納總結(jié)出改良方案的優(yōu)缺點(diǎn)。

采用二維潮流泥沙數(shù)學(xué)模型,根據(jù)深圳西部港區(qū)主要港口的年維護(hù)疏浚量,計(jì)算分析疏浚工程對(duì)周圍港區(qū)回淤的影響,為港區(qū)施工的科學(xué)管理提供依據(jù)。

彎曲河段中因二次流運(yùn)動(dòng)引起的橫向輸沙是引起崩岸的重要因素之一．為研究急彎河段中二次流運(yùn)動(dòng)對(duì)水沙輸移的影響，以下荊江石首急彎河段為例，運(yùn)用能考慮二次流影響的delft3d模型對(duì)其進(jìn)行計(jì)算，并用實(shí)測(cè)水沙資料驗(yàn)證模型的可靠性．在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了二次流運(yùn)動(dòng)對(duì)流速及含沙量分布的影響，同時(shí)分析了不同位置處二次流附加應(yīng)力項(xiàng)、水面比降項(xiàng)及阻力項(xiàng)的相對(duì)大小關(guān)系．計(jì)算結(jié)果表明：考慮二次流后，能更有效地模擬彎道處的環(huán)流水力特性及橫向輸沙特性；二次流對(duì)水沙輸移的影響效果在急彎河段十分突出，只有當(dāng)來(lái)流流量足夠小時(shí)，才能忽略二次流的影響．

采穴河上修建橋梁必然會(huì)對(duì)河道水位和流態(tài)產(chǎn)生影響,為了分析南河大橋?qū)Σ裳ê拥姆篮橛绊懬闆r,建立了正交曲線坐標(biāo)下平面二維水流數(shù)學(xué)模型,并應(yīng)用該模型對(duì)采穴河修建南河大橋前后的水流情況進(jìn)行了模擬預(yù)測(cè)。模型計(jì)算結(jié)果表明,橋梁修建后對(duì)工程附近河段水位和流速影響均較小,基本上不會(huì)對(duì)采穴河防洪產(chǎn)生不利影響。