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摘要
波浪是大尺度宽幅截面悬浮隧道沉放过程中所面临的主要环境荷载之一。为研究这类隧道管体波浪荷载与环境参数、几何尺寸的关系,基于CFD软件FLUENT建立管体的二维数值模型。以圆端形和六边形截面为对象,探讨波浪高度、波浪周期、淹没深度和截面尺寸对大尺度宽幅隧道管体所受波浪三分力的影响规律,以及截面尺度与波浪绕射系数之间的关系,并以圆形截面的Morison公式计算结果为基准进行对比。结果表明:1)对于横向尺寸与波长之比大于0.2的大尺度宽幅截面管体,采用数值模拟与绕射理论分析波浪荷载更适宜; 2)圆端形和六边形截面管体的波浪力均随波高、波浪周期的增大而增大,中心宽度变大时2种类型截面对应的波浪三分力均不同程度地增大,其中倾覆力矩显著增大是宽幅截面值得重点关注的地方; 3)增大淹没深度是减小波浪倾覆力矩的一个重要措施,当达到30 m时,不同截面类型和宽度对应的倾覆力矩均降至较小值; 4)大尺度宽幅悬浮隧道截面的绕射系数与高宽比密切相关,高宽比增大时,水平绕射系数增大而竖向绕射系数减小。
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单位土木工程学院; 长沙理工大学
