水工建筑物之桥墩的影响

三易思创 · 发表于 2017-11-1 11:24:36

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桥梁与防波堤是常见的水中建筑物，其中防波堤除了有防浪以保证港内水域平稳，为船舶提供平稳、安全的停泊和作业条件的作用外，还有防沙的作用以减轻港内淤积，保证港内水深堤内侧可兼作码头，或安放系锚设备，供船舶停靠，节省投资。

这两种水工建筑对水流造成的影响都是由于其支撑结构（如桥墩）对水流的阻碍造成的，在3EWATER中可用Porous plate进行概化模拟。

Porous plate是一种部分通透的结构，可以模拟相对于网格大小厚度很薄的多孔介质。由于码头或桥梁阻塞流动产生流动阻力，能量损失系数垂直于流量，由以下公式定义：

QQ截图20170719190052.jpg (46.6 KB, 下载次数: 0)

2017-11-1 11:20 上传

在3EWATER，Porous plate可以同时适应于二维和三维模拟。用户可以定义Porous plate的水平位置和垂直位置。水平位置可以沿着网格线设置，也可以设置在与网格线成45度角的位置，可以设置一层或多层，但是不可以被定义在边界上。

下面以武汉长江大桥为例模拟Porous plate对河道水流的阻力作用。

武汉长江大桥位于湖北省武汉市武昌蛇山和汉阳龟山之间，全长约1670米，桥身为三联连续桥梁，每联三孔，共八墩九孔，每孔跨度为128米。

在模型中，将武汉长江大桥简化为多孔介质区域，在这里我们认为桥墩对流体起到的阻碍作用相同，用Porous plate模拟桥墩所在区域。研究区域如下图所示：

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