非恒定流條件下高樁碼頭樁柱繞流數(shù)值模擬研究.pdf

1、高樁直立式碼頭以前多用于水位變化不大的海岸港和河口港，由于直立式碼頭裝卸效率高、其應(yīng)用范圍正在逐步擴(kuò)大，在水位差大且洪水期不長(zhǎng)的內(nèi)河庫(kù)區(qū)也采用了高樁直立式碼頭。樁柱的存在改變了水流結(jié)構(gòu)，當(dāng)流體繞圓柱流動(dòng)時(shí)，柱體兩側(cè)的流速明顯增大，柱體兩側(cè)會(huì)產(chǎn)生兩列交替脫落的漩渦。當(dāng)流量變化的時(shí)候，圓形樁柱繞流情況變得復(fù)雜，柱體周圍湍流強(qiáng)度增大，壓力脈動(dòng)和升阻力系數(shù)脈動(dòng)增強(qiáng)，這些脈動(dòng)導(dǎo)致柱體振動(dòng)和材料疲勞，對(duì)柱體傷害增大，因此對(duì)于非恒定流條件下圓柱繞流數(shù)

2、值模擬不僅具有重要的學(xué)術(shù)意義，而對(duì)高樁碼頭的工程參數(shù)確定、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和造價(jià)等方面也具有實(shí)際運(yùn)用價(jià)值。本文研究成果如下:
　　(1)單圓柱繞流，來(lái)流速度的脈動(dòng)強(qiáng)度對(duì)柱體阻力系數(shù)有一定的影響，阻力系數(shù)的波動(dòng)范圍隨著脈動(dòng)強(qiáng)度的增大而增大。待流場(chǎng)穩(wěn)定之后，柱體上下兩側(cè)交替脫渦，形成一列排列整齊的渦街。非恒定流條件下柱體所受阻力變化范圍比恒定流條件下范圍大。
　　(2)并列雙圓柱和三圓柱繞流，在恒定流和非恒流條件下對(duì)應(yīng)工況柱體所受的升阻

3、力系數(shù)均值大致相等，但是非恒流條件下阻力系數(shù)振動(dòng)幅度大，變化范圍廣。在間距較小時(shí)，并列雙圓柱和三圓柱的升阻力系數(shù)均比單圓柱大，隨著間距比的增大，并列雙圓柱和三圓柱的升阻力系數(shù)逐漸減小，并趨近于單圓柱，因此實(shí)際工程中并列雙圓柱和三圓柱間距比宜大于4。
　　(3)串列雙圓柱和三圓柱繞流，在間距比為2時(shí)，恒定流條件下串列雙圓柱和三圓柱繞流的升力系數(shù)為0，柱體尾流區(qū)無(wú)旋渦脫落，非恒定流條件下渦脫落現(xiàn)象較明顯。隨后串列雙圓柱的阻力系數(shù)隨著間