国家自然科学基金(10572121)
- 作品数：14 被引量：59H指数：6
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- 水下悬浮隧道管段结构流阻特性分析被引量：10
- 2007年
- 为探讨结构断面形状对悬浮隧道管段表面压力分布的影响,采用ANSYS流体模块RNG(renormalizationgroup)k-ε湍流模型,对圆形、多边形、曲边形和椭圆形4种断面的悬浮隧道管段海水绕流场进行了数值模拟,分析了绕流场及管段表面的压力分布特点.结果表明,同种断面悬浮隧道管段表面的压力分布规律相同,压力值随来流速度变化明显;管段曲率是影响绕流场的重要参数,海流在流线形断面上分离晚,表面压力下降较慢,降低了管段上的海流阻力.
- 王广地周晓军高波
- 关键词：悬浮隧道海流动水压力
- 洋流作用下悬浮隧道的混沌行为分析被引量：5
- 2010年
- 在考虑悬浮隧道结构非线性的基础上,得到管段横向振动微分方程。采用Melnikov函数分析水下悬浮隧道在洋流涡激振动状况下的混沌行为,得到结构发生混沌运动的判据。分析表明,发生涡激共振和非共振两种情况下的判据并不相同。对悬浮隧道进行数值模拟,当仅以速度作为控制参数时,悬浮隧道随着洋流速度的增加可以是拟周期运动和混沌运动,并给出算例发生混沌运动时涡激共振和非共振两种情况的临界速度。
- 秦银刚周晓军
- 关键词：悬浮隧道MELNIKOV函数数值模拟
- 传递矩阵法在悬浮隧道纵向静力分析中的应用被引量：2
- 2007年
- 引入传递矩阵法,用于悬浮隧道纵向的简化静力分析。将传递矩阵无量纲化,能有效控制算法的累积误差。
- 谢立广周晓军杨群
- 关键词：悬浮隧道传递矩阵
- 均匀流作用下悬浮隧道管段水动力参数分析被引量：2
- 2009年
- 为研究断面形状对悬浮隧道管段绕流升力系数以及阻力系数的影响,采用RNGk-ε湍流模型,通过ADI-NA流体模块对8种不同几何形状、高宽比系数的悬浮隧道管段在均匀流作用下的绕流场进行了数值模拟,分析了悬浮隧道管段绕流升力、阻力系数的变化规律。结果表明:管段曲率是影响绕流场的重要参数,减小高宽比系数,采用平缓曲率断面可显著减小绕流升力、阻力系数;具有棱角的方形、长方形断面绕流升力、阻力系数均较大,压力变化复杂,不利于结构稳定;在相同断面面积的条件下,采用多边形断面以及曲边形断面设计可以大大减小绕流升力、阻力。
- 王广地周晓军高波
- 关键词：悬浮隧道均匀流升力系数数值模拟
- 波浪作用下悬浮隧道结构非线性动力分析被引量：1
- 2009年
- 考虑流体-结构耦联效应,利用非线性波浪力计算方法,建立了悬浮隧道结构非线性动力分析模型,并用ANSYS有限元软件实现了求解。通过两种计算模型的悬浮隧道结构动力响应分析对比表明:小位移情况下,两种模型计算得到悬浮隧道结构动力响应值差别较小;大位移情况下应采用非线性模型,采用线性计算模型得到悬浮隧道结构动力响应值出现较大偏差;悬浮隧道单跨长度以小于200 m为宜。
- 王广地高波周晓军
- 关键词：悬浮隧道波浪力非线性数值模拟
- 洋流作用下水中悬浮隧道失稳判据的研究被引量：8
- 2009年
- 根据水下悬浮隧道的主要特征,将水下悬浮隧道管段简化为两端简支梁力学模型。从水中悬浮隧道受力状态分析,推导了圆形截面形式悬浮隧道在涡激力作用下,做垂直于来流方向振动的微分方程。采用平均法对振动微分方程求解,得到了悬浮隧道在定常流状态下的幅频关系。建立定常振幅失稳的双尖点突变模型,导出了其失稳判据。根据失稳判据确定了在其他条件不变的情况下洋流的临界流速。研究结果表明,水下悬浮隧道的失稳不仅取决于洋流速度和涡泄频率,而且还与悬浮隧道结构尺寸、材料性质等有关。
- 秦银刚周晓军
- 关键词：悬浮隧道失稳判据
- 水中悬浮隧道管段接头的力学特性分析被引量：12
- 2008年
- 文章通过解析方法和数值方法对悬浮隧道管段接头的力学特性进行了分析,旨在探讨影响管段接头力学特性的因素和规律,同时对两种方法进行了分析和比较。
- 谢立广周晓军杨群
- 关键词：悬浮隧道管段接头力学特性
- 洋流作用下悬浮隧道动力学行为试验研究被引量：5
- 2009年
- 为测试悬浮隧道在洋流作用下的动力学行为,根据流场相似准则和弹性相似准则以及试验条件恰当地进行模型试验设计。考虑到实际流场洋流方向的不确定性,以圆形截面悬浮隧道进行试验,通过测试洋流作用下悬浮隧道管段的应变情况获得悬浮隧道的力学行为。试验模拟测试了在各种不同流速条件下,单节悬浮隧道管段在分别布置2组锚索支撑和布置3组锚索支撑时,悬浮隧道管体结构环向应变和轴向应变及张力腿锚索的轴力。试验表明:(1)管段外侧环向应变较内侧大,内外侧轴向应变相差不大;迎流面环向应变较背流面大,迎流面轴向应变较背流面小;外侧顶面环向应变与底面环向应变相差不大,外侧顶面轴向应变与底面轴向应变也相差不大;(2)增加支撑锚索数量能减小管段结构和锚索的受力;随着流速增加,管段上相同测点的轴向应变、环向应变都随流速的增大呈线性关系变化;(3)管段相同侧锚索轴力随时间的变化趋势基本一致,但受力变化并不均匀,迎流面侧锚索所受拉力随流速增大而线性增大,背流面位置处锚索所受拉力随流速增大呈线性减小后变为压力。
- 秦银刚周晓军
- 关键词：隧道工程动力学行为模型试验悬浮隧道洋流
- 水中悬浮隧道合理支撑间距分析被引量：1
- 2008年
- 当悬浮隧道穿越水道较宽时,需要在两岸之间设置支撑系统。支撑系统设置是否合理直接关系到悬浮隧道的稳定性和修建成本。为得出合理的支撑间距,本文从悬浮隧道稳定性角度出发,将两支撑之间悬浮隧道管段简化成简支梁,采用线性化流体-结构相互作用力,在涡激作用下考虑振动时结构的非线性建立控制方程。采用Melnikov方法进行稳定性分析,以系统出现混沌为系统稳定控制条件,在假定其它条件不变的情况下得到以悬浮隧道支撑间距为控制变量的稳定性判据。
- 秦银刚周生国周晓军
- 关键词：悬浮隧道MELNIKOV方法混沌判据
- 洋流作用下悬浮隧道动力学行为试验研究
- 2009年
- 本研究根据相似准则和试验条件设计试验模型。在试验模拟的1节悬浮隧道管段上分别布置2组和3组锚索支撑，测试在不同流速条件下，悬浮隧道管体结构的环向应变、轴向应变及张力腿锚索的轴力。根据试验结果，初步分析悬浮隧道应力的空间分布特征和张力腿的轴力情况；给出在相同环境条件下，张力腿锚索数量对结构应力的影响、洋流速度对悬浮隧道管段结构变形和张力腿轴力的影响关系等。
- 秦银刚周晓军
- 关键词：模型试验悬浮隧道洋流
