《多向不規則波作用下群樁水動力特性的研究》是依託大連理工大學,由柳淑學擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：多向不規則波作用下群樁水動力特性的研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：柳淑學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
群樁結構是海岸及海洋工程中最常見的結構形式，波浪荷載是群樁結構的主要荷載，其群樁效應是需要考慮的重要問題。然而目前工程設計規範及研究主要針對幾根樁柱的簡單群樁結構，對於由眾多樁柱組成的複雜群樁的群樁效應問題缺少系統地研究。同時目前的研究主要集中為單向波，而實際的海洋波浪是多向的不規則波浪，波浪的方向分布對於波浪與群樁的作用具有重要的影響。因此本課題擬通過求解N-S 方程，建立可以模擬多向不規則波與群樁結構作用的精細數值計算模型，採用數值計算與物理模型試驗相結合的研究方法，對於多向不規則波浪對複雜群樁結構的作用進行詳細系統地研究，深入分析群樁結構內部複雜的水動力特徵及波浪與群樁作用的機理，確定波浪的方向分布以及群樁布置方式等因素對於群樁結構整體、群樁內單樁波浪力等的影響，研究建立群樁結構在多向不規則波作用下的群樁效應計算方法，為工程設計以及相關規範的修訂提供重要的依據。
結題摘要
群樁結構是海岸及海洋工程中最常見的結構形式，波浪荷載是群樁結構的主要荷載，但是由多樁柱組成的複雜群樁的群樁效應問題缺少系統地研究。同時目前關於波浪對於群樁作用的研究主要集中為單向波，而實際的海洋波浪是多向的不規則波浪，波浪的方向分布對於波浪與群樁的作用具有重要的影響，因此開展多向波浪對於群樁結構作用的研究，具有很好的套用價值。項目首先對多向不規則波對於9樁串列、9樁並列、8樁雙排布置以及9樁方形陣列布置等群樁結構的作用進行了實驗研究，發現波浪參數和樁柱相對尺度對於群樁係數具有較大影響，從而提出可綜合考慮二者影響的參數KCLD1/3數，並給出了多向不規則波作用下由多樁組成的複雜群樁結構的群樁係數隨KCLD1/3數、相對間距和方向分布的變化規律，結合Morison公式，可以計算多向不規則波作用下群樁結構的波浪力。同時對於群樁樁柱所受波浪力的機率分布以及頻域特性進行了分析，樁柱所受波浪力的機率分布可以採用威布爾分布來擬合，給出了威布爾分布特徵參數隨KCLD1/3數、相對間距和方向分布的變化。分析了多向不規則波作用下群樁相位差的影響；基於勢流理論模型OceanWave3D和OpenFOAM模型建立了耦合數值計算模型，同時採用L-型造波邊界，建立求解多向非線性波浪傳播的數值水池並建立了基於二階造波理論的數值水槽,數值水槽和水池可以用於單向和多向不規則波對於群樁作用的模擬研究；基於數值模擬計算，研究了單樁、並列群樁和雙排並列群樁等所受波浪力的機理。基於群樁結構周圍的壓力場和渦量場的分布特徵，解釋了兩側樁與內部樁受力不一致的原因。本課題已發表相關論文20篇，其中SCI收錄6篇，EI收錄8篇。培養3名具有自主創新能力的博士研究生和10名碩士研究生。
