封冻期桥墩对冰塞壅水水位的影响

摘要

冰塞是北方寒冷地区河流冬季凌洪灾害的主要诱因,而跨河渠桥梁及其墩台的存在改变了河道中原有的冰塞水力特性,提高了河道中形成冰塞的可能性。我国是冰灾多发的国家,随着经济的增长,冰塞灾害所造成的损失越发严重。但是,冰塞是一种复杂的自然现象,其产生和演变机理的理解及相关的研究工作仍然处于较低的水平。围绕冰塞的形成演变,国内外展开了大量的研究工作,但是考虑桥墩对冰塞影响的研究却不多见,而对于桥墩对冰塞壅水影响的研究更是极为少见。
　　本次研究依托无桥墩条件下冰塞形成演变的研究,研究桥墩与冰塞壅水相互水力作用特性的影响关系与规律,为高寒地区防凌与跨河桥梁的建设提供一定的理论支撑。此次模型基于多相流理论,采用双流体模型方法,建立河道标准k-e紊流数值模型,借助FLUENT求解器对桥墩对冰塞壅水的影响进行模拟研究。模型结果表明桥墩的存在,进口流速与冰盖厚度都会对冰塞壅水产生明显的影响。模型的模拟值与实验室实测数据定性趋势基本相符,验证了模型的可靠性。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

致谢

目录

插图清单

表格清单

第一章 绪论

1.1 冰塞与桥墩相互影响的概述与危害

1.2 冰塞与桥墩的相互作用的国内外研究现状

1.3 课题的来源、目的、主要内容及拟解决的问题

第二章 冰塞壅水的计算方法选择

2.1 冰塞壅水的计算方法

2.2 冰塞壅水的计算方法的比较

2.3 冰塞壅水计算方法的选择

第三章 三维水流数值模拟基础及FLUENT基本理论

3.1 流体的控制方程和数值解法

3.2 湍流模型

3.3 多相流理论及模型

3.5 FLUENT基本理论及应用介绍

第四章 冰塞壅水的三维数值模拟

4.1 模型概述

4.2 模型相关参数的选取

4.3 不同条件下水面线结果分析

4.4 不同条件下流场的具体分析

4.5 模型可行性的研究

4.6 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献