考虑雷诺相似的串联双立管涡激振动模拟研究

针对物理模型试验的缺点提出一种同时满足重力相似准则和雷诺相似准则的模拟方法。基于此方法采用ANSYS/CFX对不同间距的串联双立管进行了圆柱绕流和涡激振动模拟研究,并从受力系数、涡街发放等角度对模拟结果加以分析。结果表明:在整个间距范围内,下游立管所受涡激升力、脉动拖曳力系数以及响应振幅均明显大于上游立管。当间距为6~12倍管径时,上下游立管两向受力系数及响应振幅比其他间距情况大了约一个数量级;当间距为12倍管径时,两立管的受力系数和响应振幅均最大。当间距小于等于4倍管径时,两立管间无明显涡街产生,下游立管后方涡街以2S模式发放;间距大于等于6倍管径时,上游立管后方涡街以2S模式发放,下游立管后方涡街为2P模式发放;总的来说,在雷诺数1.35×10^5工况下,以圆柱绕流模拟来代替涡激振动所得结果差距不大,以此作为工程设计依据是安全可靠的。

缓坡平均沿岸流速度分布拟合研究

沿岸流对沿岸输沙和近岸物质输移扩散等有重要影响,研究沿岸流分布具有重要的现实意义。基于1:100坡度缓坡沿岸流实验结果,利用Matlab拟合工具箱,分别采用Rational和Gauss拟合曲线以及自定义的Allen拟合曲线对实验不同波高和不同周期作用下的平均沿岸流速度分布进行了拟合分析,结果表明:缓坡1:100平均沿岸流最大值近岸一侧呈下凹趋势,3种曲线均能较好地拟合平均沿岸流速度分布,不过与其他2个函数相比,Allen拟合曲线较为平滑且函数形式较为简单,能更好的应用于工程实际。

基于低围压土体的三轴试验数据拟合及其软件实现

岩土三轴试验的重要目的,是通过岩土破坏时的轴压和围压绘制摩尔应力圆,根据摩尔圆包络线的斜率和截距来确定岩土的抗剪强度参数(黏聚力c和内摩擦角φ)。前人研究表明,在低围压情况下(σ3<10 MPa),岩土破坏符合摩尔-库伦准则,此时,岩土的轴向破坏应力与围压呈线性关系。实际工程中的河口、海洋软土通常均符合该特征关系,因而对低围压土体的三轴试验数据处理具有广泛的现实意义。本文根据摩尔-库伦理论,运用最小二乘原理对低围压土体三轴数据进行线性拟合。通过编制C++程序,采用牛顿迭代法求解抗剪强度参数,进一步,通过MFC类库搭建用户界面,将以上计算方法实现软件化。在此基础上,对不同河域、海域软土试验数据进行软件拟合,以对比验证软件的准确度和精确性。本文所用计算方法精度高,迭代时间短,收敛速度快,相应软件界面清晰,操作简单,使用方便,可广泛适用于各低围压软土土体。

较陡坡试验平均沿岸流速度分布拟合

平均沿岸流分布对海岸流量和泥沙输移有重要影响。为了更深刻地研究平均沿岸流的分布特征,尤其是较陡坡条件下不同于缓坡情况下的分布特征,在1∶40较陡坡度平均沿岸流试验的基础上,探寻不同于Allen分布、适合较陡坡情况下的平均沿岸流分布拟合曲线。结果表明,通过自定义分段函数和约束条件可以较好地拟合较陡坡情况下的平均沿岸流海岸一侧呈上凸趋势的分布特征。