近海岸桥墩冲刷理论与数值模拟
| 致谢 | 第5-6页 |
| 中文摘要 | 第6-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 1 绪论 | 第13-24页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第13-15页 |
| 1.2 研究现状综述 | 第15-21页 |
| 1.2.1 水沙作用理论 | 第15-17页 |
| 1.2.2 桥墩周围流场与输沙 | 第17-19页 |
| 1.2.3 桥墩冲刷数值模拟 | 第19-20页 |
| 1.2.4 近海岸环境下的桥墩冲刷 | 第20-21页 |
| 1.3 研究内容与创新点 | 第21-22页 |
| 1.3.1 主要内容 | 第21-22页 |
| 1.3.2 创新点 | 第22页 |
| 1.4 研究方法与技术路线 | 第22-24页 |
| 2 粗糙床面近壁区流场及湍流模型的修正 | 第24-45页 |
| 2.1 引言 | 第24页 |
| 2.2 粗糙床面湍流模型 | 第24-27页 |
| 2.2.1 标准k-ε模型 | 第25页 |
| 2.2.2 低Re数k-ε模型 | 第25-27页 |
| 2.3 粗糙床面近壁区流场特性 | 第27-36页 |
| 2.3.1 试验设置 | 第27-29页 |
| 2.3.2 时均流速 | 第29-32页 |
| 2.3.3 雷诺应力和紊动强度 | 第32-33页 |
| 2.3.4 象限分析 | 第33-36页 |
| 2.4 近壁区湍流模型的修正 | 第36-43页 |
| 2.4.1 修正c_μ | 第36-39页 |
| 2.4.2 修正湍动能 | 第39-41页 |
| 2.4.3 修正模型的验证 | 第41-43页 |
| 2.5 本章小结 | 第43-45页 |
| 3 冲刷过程中的非平衡输沙理论 | 第45-59页 |
| 3.1 引言 | 第45页 |
| 3.2 床面变形理论模型 | 第45-47页 |
| 3.2.1 非平衡输沙模型 | 第45-47页 |
| 3.2.2 扩散模型 | 第47页 |
| 3.3 陡坎下游局部冲刷试验 | 第47-54页 |
| 3.3.1 试验设置 | 第47-49页 |
| 3.3.2 局部冲刷坑形演变规律 | 第49-51页 |
| 3.3.3 主要特征变量分析 | 第51-54页 |
| 3.4 模型验证及讨论 | 第54-58页 |
| 3.5 本章小结 | 第58-59页 |
| 4 桥墩周围涡流结构及输沙机理 | 第59-82页 |
| 4.1 引言 | 第59页 |
| 4.2 试验设置 | 第59-61页 |
| 4.3 冲刷初始时刻桥墩涡流场 | 第61-66页 |
| 4.3.1 时均流场 | 第61-64页 |
| 4.3.2 瞬态涡演变 | 第64-66页 |
| 4.4 床面切应力 | 第66-71页 |
| 4.4.1 瞬态变化 | 第66-68页 |
| 4.4.2 统计特征量 | 第68-69页 |
| 4.4.3 随机分析 | 第69-71页 |
| 4.5 脉动量对输沙及冲刷的影响 | 第71-76页 |
| 4.5.1 不同流动的输沙率比较 | 第71-72页 |
| 4.5.2 考虑脉动影响的输沙率公式 | 第72-75页 |
| 4.5.3 墩周脉动强度与湍动能的定量关系 | 第75-76页 |
| 4.6 冲刷过程中墩周流场变化 | 第76-80页 |
| 4.6.1 桥墩周围冲刷坑的发展 | 第76-79页 |
| 4.6.2 不同时刻墩周流场 | 第79-80页 |
| 4.7 本章小结 | 第80-82页 |
| 5 基于OpenFOAM的波流冲刷数值模型 | 第82-100页 |
| 5.1 引言 | 第82页 |
| 5.2 波流水动力模型 | 第82-84页 |
| 5.2.1 控制方程 | 第82页 |
| 5.2.2 自由水面 | 第82-83页 |
| 5.2.3 湍流模型 | 第83页 |
| 5.2.4 波浪生成 | 第83-84页 |
| 5.3 输沙模型 | 第84-86页 |
| 5.3.1 推移质输运 | 第84-85页 |
| 5.3.2 悬移质输运 | 第85-86页 |
| 5.4 床面变形模型 | 第86-87页 |
| 5.4.1 控制方程 | 第86页 |
| 5.4.2 沙滑模型 | 第86-87页 |
| 5.5 水-沙-床面耦合 | 第87-90页 |
| 5.5.1 耦合方法 | 第87-88页 |
| 5.5.2 动网格技术 | 第88-89页 |
| 5.5.3 数值计算方法 | 第89页 |
| 5.5.4 计算流程 | 第89-90页 |
| 5.6 数值模型的验证 | 第90-99页 |
| 5.6.1 验证试验 | 第90-91页 |
| 5.6.2 计算设置 | 第91-92页 |
| 5.6.3 定床波流结果 | 第92-97页 |
| 5.6.4 动床冲刷结果 | 第97-99页 |
| 5.7 本章小结 | 第99-100页 |
| 6 近海岸桥墩冲刷数值模拟 | 第100-122页 |
| 6.1 引言 | 第100页 |
| 6.2 试验与计算条件 | 第100-104页 |
| 6.2.1 试验条件 | 第100-102页 |
| 6.2.2 计算设置 | 第102-103页 |
| 6.2.3 动网格修复技术 | 第103-104页 |
| 6.3 流场计算结果验证及分析 | 第104-113页 |
| 6.3.1 结果验证 | 第104-106页 |
| 6.3.2 墩周水面变化 | 第106-108页 |
| 6.3.3 墩周流场 | 第108-111页 |
| 6.3.4 床面切应力 | 第111-113页 |
| 6.4 冲刷计算结果验证及分析 | 第113-120页 |
| 6.4.1 前期计算 | 第113-115页 |
| 6.4.2 结果验证及分析 | 第115-118页 |
| 6.4.3 综合比较 | 第118-120页 |
| 6.5 本章小结 | 第120-122页 |
| 7 结论与展望 | 第122-124页 |
| 7.1 结论 | 第122-123页 |
| 7.2 展望 | 第123-124页 |
| 参考文献 | 第124-132页 |
| 附录A | 第132-135页 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 | 第135-138页 |
| 学位论文数据集 | 第138页 |
