防灾减灾工程学报
防災減災工程學報
방재감재공정학보
JOURNAL OF DISASTER PREVENTION AND MITIGATION ENGINEERING
2011年
5期
529-534
,共6页
流固强耦合%水中结构%水流动力效应%动水压力%任意拉格朗日-欧拉法
流固彊耦閤%水中結構%水流動力效應%動水壓力%任意拉格朗日-歐拉法
류고강우합%수중결구%수류동력효응%동수압력%임의랍격랑일-구랍법
在深水桥墩及桩基础等结构地震反应中,地震激励下的水流动水压力对水中结构的作用以及结构位形变化对水体的反作用,属于典型的流固强界面耦合问题.以一顶端伸出水面的圆柱式结构为研究对象,基于任意拉格朗日-欧拉描述的Navier-stokes方程,建立了考虑水流-结构强耦合效应的水流-结构三维有限元模型.以正弦位移波输入,考察结构材料模量、水流流速和水位、激振频率和位移幅值等多种因素,分析了结构表面作用的动水压力反应特征以及水流动力效应,探讨了水流动力效应的主要影响因素.结果表明:考虑流固强耦合作用时,结构表面作用的动水压力及其分布具有强烈的频率依赖性,高频激励可显著增强动水压力作用；由于结构周围流体具有一定的粘滞性及动栽作用下具有较强的辐射阻尼效应,水流动力效应对结构的位移、内力反应均有一定的抑制作用；激振频率、水流流速和水位以及结构材料模量等因素,对水流动力效应均有一定的影响.
在深水橋墩及樁基礎等結構地震反應中,地震激勵下的水流動水壓力對水中結構的作用以及結構位形變化對水體的反作用,屬于典型的流固彊界麵耦閤問題.以一頂耑伸齣水麵的圓柱式結構為研究對象,基于任意拉格朗日-歐拉描述的Navier-stokes方程,建立瞭攷慮水流-結構彊耦閤效應的水流-結構三維有限元模型.以正絃位移波輸入,攷察結構材料模量、水流流速和水位、激振頻率和位移幅值等多種因素,分析瞭結構錶麵作用的動水壓力反應特徵以及水流動力效應,探討瞭水流動力效應的主要影響因素.結果錶明:攷慮流固彊耦閤作用時,結構錶麵作用的動水壓力及其分佈具有彊烈的頻率依賴性,高頻激勵可顯著增彊動水壓力作用；由于結構週圍流體具有一定的粘滯性及動栽作用下具有較彊的輻射阻尼效應,水流動力效應對結構的位移、內力反應均有一定的抑製作用；激振頻率、水流流速和水位以及結構材料模量等因素,對水流動力效應均有一定的影響.
재심수교돈급장기출등결구지진반응중,지진격려하적수류동수압력대수중결구적작용이급결구위형변화대수체적반작용,속우전형적류고강계면우합문제.이일정단신출수면적원주식결구위연구대상,기우임의랍격랑일-구랍묘술적Navier-stokes방정,건립료고필수류-결구강우합효응적수류-결구삼유유한원모형.이정현위이파수입,고찰결구재료모량、수류류속화수위、격진빈솔화위이폭치등다충인소,분석료결구표면작용적동수압력반응특정이급수류동력효응,탐토료수류동력효응적주요영향인소.결과표명:고필류고강우합작용시,결구표면작용적동수압력급기분포구유강렬적빈솔의뢰성,고빈격려가현저증강동수압력작용；유우결구주위류체구유일정적점체성급동재작용하구유교강적복사조니효응,수류동력효응대결구적위이、내력반응균유일정적억제작용；격진빈솔、수류류속화수위이급결구재료모량등인소,대수류동력효응균유일정적영향.
