基于fluent的路基断面设计以及防雪设施设置研究

摘要

风吹雪是北方常见的一种自然灾害，会埋没公路，对行车安全带来危害，过去国内外不少学者对此做了研究也取得不小进展。本文在前人研究基础上运用计算机仿真模拟对现有路基断面设计形式进行仿真模拟，对防雪设施设计的合理性进行模拟，通过对路堤式路基断面、路堑式路基断面、半路堑式路基断面、分离式路基断面的设计进行仿真模拟，从中找出有效治理和预防新疆当地风吹雪灾害最优化的路基断面设计参数以及防雪设施设计参数，对以后当地的风吹雪灾害安全防护提供借鉴。
　　Fluent软件是基于流体力学和流体动力学对空气流体流动情况进行描述，采用一组偏微分方程进行描述。本文采用K-ε湍流物理模型进行模拟，这一点与实际风场接近。
　　本文利用fluent作为仿真模拟平台对防雪设施设计以及道路路基断面设计进行研究。主要研究内容有:
　　1)对不同路基断面形式，不同边坡度和高度用不同风速进行测试，确定雪害地区合理的路基横断面形式。
　　2)对不同高度的防雪栅栏开展不同风速风雪流场的影响模拟，通过对防雪栅栏高度与防雪栅栏后积雪长度L之间的关系进行对比分析，确定防雪栅栏的合理高度。
　　3)对不同高度防雪栅栏和不同边坡度和高度的四种路基断面进行组合，并且开展栅栏距公路不同距离对风雪流场的影响模拟，通过防雪栅栏后积雪长度L与防雪栅栏高H之间的关系对比以及风速变化影响，确定合理的路基断面形式和防雪栅栏组合设计方案。
　　最后对本论文进行总结，对未来研究工作进行展望。

目录

声明

摘要

第1章 前言

1．1 研究意义

1．2 国内外基于计算机仿真模拟的雪害治理研究

1．3 研究内容

第2章 Fluent仿真原理

2．1 大气边界层理论

2．2 控制方程

2．3 湍流模型

2．4 模拟方法和原理

2．5 本次数值仿真模拟使用的软件介绍

2．6 本章小结

第3章 路基断面形式对风雪流场的影响

3．1 计算模型与边界条件

3．2 路基断面形式对风雪流场的仿真试验方案

3．3 路堤式路基断面对风雪流场影响的模拟结果分析

3．4 路堑式路基断面对风雪流场影响的模拟结果分析

3．5 半路堑式路基断面对风雪流场影响的模拟结果分析

3．6 分离式路基断面对风雪流场的影响模拟分析

3．7 本章小结

第4章 防雪设施高度对风雪流场影响

4．1 计算模型和边界条件

4．2 防雪设施高度对风雪流场的仿真试验方案

4．3 防雪设旋高度变化对风雪流场的影响

4．4 防雪设施在不同风速下对风雪流场的影响

4．5 本章小结

第5章 防雪设施与路基断面综合设计对风雪流场影响

5．1 计算模型和边界条件

5．2 防雪设施与路基断面综合设计的仿真试验方案

5．3 路堤式路基断面和防雪设施综合设计对风雪流场的影响

5．4 路堑式路基断面和防雪设施组合设计对风雪流场的影响

5．5 半路堑式路基断面与防雪设施组合设计对风雪流场影响

5．6 分离式路基断面与防雪设施组合设计对风雪流场的影响

5．7 本章小结

第6章 总结和展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

作者简介