桥墩形状对河道水流绕流特征的影响研究

建立圆形、圆端形、矩形和尖端形桥墩绕流数值计算模型,获得了不同桥墩形状绕流流线、涡量与压力分布规律,分析了桥墩形状对绕流横向流速的影响。结果表明:圆形、矩形和尖端形桥墩绕流形成了卡门涡街,桥墩后侧周期性地脱落涡体,且绕流横向速度呈周期性正负交替分布;矩形桥墩绕流流线弯曲程度、涡体尺寸、高压-低压区域面积等最大,横向流速变化复杂且峰值最高(0.269 m/s);圆端形桥墩绕流流动规律简单,流线弯曲度小,无明显涡体脱落,且横向脉动流速小。数值模拟结果综合表明,圆端形桥墩排导能力最好,对船舶行驶影响最小,而矩形桥墩影响最大。