基于高分子材质的L型城市应急防洪屏受力分析

国内关于高分子材质城市内涝应急防御装备的研究较为少见。采用水槽试验与流固耦合数值仿真相结合的方法,对城市应急防洪屏(以下简称“防洪屏”)的结构受力特性展开研究。结果表明,数值仿真模拟与试验结果吻合较好。随着水深和流速的增大,防洪屏的应力和变形逐渐增大,最大应力位于防洪屏的踵部,最大变形位于挡水面顶部两侧。防洪屏的结构受力系数随着来流弗劳德数的增大快速衰减,当弗劳德数大于0.15后,结构受力系数趋于定值;相对于惯性力,防洪屏承受最大应力的影响因素主要是重力。研究结果可为防洪屏的进一步优化设计提供参考。

城市曲面应急防洪屏结构优化研究

研发新型防洪抢险装备,对于防御城市洪涝灾害,保障城市生命线安全具有重要的意义。采用数值仿真模拟的方法,分析了城市曲面应急防洪屏(以下简称“防洪屏”)曲面拱度对结构受力特性的影响,进一步对防洪屏的结构体型进行了优化研究。结果表明:在同一挡水工况下,随着曲面拱度的增大,防洪屏在同一挡水条件下,所承受的应力逐渐减小,变形明显改善;根据计算结果提出了优化方案,优化的新体型防洪屏在水深小于0.8 m,流速小于1.0 m/s挡水工况下,结构最大应力小于材料特性指标安全极限阈值,满足挡水安全稳定要求,可以作为定型装备推广应用。研究成果为城市曲面应急防洪屏的优化设计提供了重要参考依据。