海洋深水管樁模型的渦激振動數值模擬研究.pdf

1、隨著我國海洋戰(zhàn)略的實施，海上道路運輸的需求迅猛發(fā)展，跨海交通設施的建設要求日益增加，海洋的建設不斷涌現。橋梁樁基在架設以及使用的過程中常常會受到渦激振動的影響，隨著水深的增加和所處復雜流場的不斷變化，渦激振動作用越來越強烈，橋梁深水管樁渦激振動的研究有著極其重要的意義。本文研究的主要內容和成果:
　　(1)本文采用Abaqus軟件，在均勻流和流速梯度條件下，利用Co-execution模塊進行流固耦合計算，進行圓柱繞流和鋼管樁的渦

2、激振動以及樁土相互作用下鋼管樁的渦激振動的數值模擬和研究。
　　(2)通過均勻流和梯度流下的圓柱繞流的數值模擬得到:圓柱繞流在層流流態(tài)下旋渦周期性生成和脫落，升力和阻力系數穩(wěn)定在某一個固定的幅值振蕩，在紊流流態(tài)下尾流轉為紊流渦街，升力和阻力系數相對穩(wěn)定;Strouhal數基本符合以往文獻的實驗結果，但是在高雷諾數下均出現偏大或者偏小的情況。
　　(3)通過均勻流和梯度流下的鋼管樁渦激振動的數值模擬得到:通過升力和阻力系數曲線

3、可以看出，在不同長細比和不同質量比下，相同雷諾數下的升阻力系數有較明顯變化，頻譜圖變化不大，梯度流下的穩(wěn)定性更好。通過約化速度與共振效應的關系曲線可以發(fā)現，低質量比下，渦激振動發(fā)生后，約化速度與兩自由度無量綱振幅的曲線中存在更多的分支，梯度流條件下此曲線與均勻流相比變化幅值和波動性都較小，Ax分支更少，Ay的變化規(guī)律更加統(tǒng)一。梯度流條件下的約化速度與頻率比的曲線與均勻流相比鎖頻所需約化速度更小，通過此曲線可以發(fā)現質量比越大，達到鎖頻的所