砂质河床桥墩局部冲刷深度预测及数值模拟研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| abstract | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第10-28页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第10-13页 |
| 1.2 研究现状 | 第13-25页 |
| 1.2.1 局部冲刷机理研究现状 | 第13-16页 |
| 1.2.2 局部冲刷深度预测方法研究现状 | 第16-22页 |
| 1.2.3 局部冲刷数值模拟研究现状 | 第22-24页 |
| 1.2.4 存在的问题 | 第24-25页 |
| 1.3 研究内容与技术路线 | 第25-27页 |
| 1.3.1 研究内容 | 第25页 |
| 1.3.2 技术路线 | 第25-27页 |
| 1.4 论文主要创新点 | 第27-28页 |
| 2 桥墩局部冲刷机理研究 | 第28-40页 |
| 2.1 引言 | 第28页 |
| 2.2 水流-桥墩的相互作用 | 第28-32页 |
| 2.3 水流-泥沙的相互作用 | 第32-34页 |
| 2.4 泥沙-桥墩的相互作用 | 第34-35页 |
| 2.5 影响参数分析 | 第35-38页 |
| 2.5.1 简单条件下的影响参数 | 第35-37页 |
| 2.5.2 复杂条件的影响 | 第37-38页 |
| 2.6 复杂条件下的冲刷深度预测方法 | 第38-39页 |
| 2.7 本章小结 | 第39-40页 |
| 3 不同流场类型的桥墩局部冲刷深度预测 | 第40-78页 |
| 3.1 引言 | 第40-41页 |
| 3.2 基于能量平衡理论的冲深预测方程 | 第41-44页 |
| 3.3 冲深预测方程根据流场类型分类 | 第44-46页 |
| 3.4 清水冲刷时流场类型划分及验证 | 第46-50页 |
| 3.5 动床冲刷时流场类型划分及验证 | 第50-54页 |
| 3.6 预测深度与现场实测数据的比较 | 第54-63页 |
| 3.6.1 泥沙非均匀性系数的确定 | 第55-58页 |
| 3.6.2 冲击角对冲刷深度的影响 | 第58-62页 |
| 3.6.3 预测深度与现场实测数据比较 | 第62-63页 |
| 3.7 复杂条件下的冲深计算 | 第63-76页 |
| 3.7.1 漂浮物堆积 | 第63-66页 |
| 3.7.2 复杂桥墩基础的局部冲刷深度 | 第66-76页 |
| 3.8 本章小结 | 第76-78页 |
| 4.桥墩墩周流场的三维数值模拟 | 第78-100页 |
| 4.1 引言 | 第78页 |
| 4.2 CFD模拟的几个关键问题 | 第78-84页 |
| 4.2.1 网格划分及加密 | 第78-79页 |
| 4.2.2 湍流模型的选取 | 第79-81页 |
| 4.2.3 y+的概念及近壁区处理 | 第81-83页 |
| 4.2.4 河床底面参数的计算 | 第83-84页 |
| 4.3 数值模型及验证 | 第84-90页 |
| 4.3.1 Melville试验验证 | 第84-88页 |
| 4.3.2 Dargahi试验验证 | 第88-90页 |
| 4.4 桥墩纵截面形态对墩周流场的影响 | 第90-98页 |
| 4.4.1 墩长沿高度改变对流场的影响 | 第90-95页 |
| 4.4.2 墩径沿高度改变对流场的影响 | 第95-98页 |
| 4.5 本章小结 | 第98-100页 |
| 5 基于CFD的桥墩局部冲刷动床模拟 | 第100-118页 |
| 5.1 引言 | 第100页 |
| 5.2 动态网格模拟 | 第100-109页 |
| 5.2.1 计算模型 | 第100-101页 |
| 5.2.2 变临界剪应力 | 第101-104页 |
| 5.2.3 泥沙输运方程及修正 | 第104-105页 |
| 5.2.4 河床动态地貌模型 | 第105-106页 |
| 5.2.5 泥沙坍塌的调整 | 第106页 |
| 5.2.6 UDF程序及网格更新方法 | 第106-109页 |
| 5.3 模拟结果验证 | 第109-111页 |
| 5.3.1 冲坑形态对比 | 第109-110页 |
| 5.3.2 流场结构对比 | 第110-111页 |
| 5.4 不同横截面桥墩的冲刷特性 | 第111-117页 |
| 5.4.1 窄墩型流场中截面形状对冲刷特性的影响 | 第112-116页 |
| 5.4.2 宽墩型流场中截面形状对冲刷特性的影响 | 第116-117页 |
| 5.5 本章小结 | 第117-118页 |
| 6.结论与展望 | 第118-121页 |
| 6.1 结论 | 第118-120页 |
| 6.2 展望 | 第120-121页 |
| 致谢 | 第121-122页 |
| 参考文献 | 第122-131页 |
| 个人简介及研究成果 | 第131-132页 |
| 附录A:基于流场类型的桥墩局部冲刷深度预测方程 | 第132-134页 |
| 附录B:室内清水冲刷试验数据统计及局部冲深计算 | 第134-136页 |
| 附录C:室内动床冲刷试验数据统计及局部冲深计算 | 第136-138页 |
| 附录D:现场局部冲刷试验数据统计及局部冲深计算 | 第138-141页 |
