孤立波和海流作用下单桩基础局部冲刷及保护的数值分析

作者：黎蔚杰; 张琪; 廖晨聪; 周香莲^*; 刘晨晨

来源：上海交通大学学报, 2021, 55(06): 631-637.

DOI：10.16183/j.cnki.jsjtu.2020.108

• 单桩
• 冲刷
• 孤立波
• 海流
• 冲刷保护

采用数值模拟的方法研究了孤立波和海流共同作用下单桩周围海床的局部冲刷.通过求解RNG k-ε湍流模型封闭的N-S方程,准确地模拟了桩周流场的变化情况.泥沙输运模型考虑泥沙的夹带、悬移质输送、沉积以及推移质输送的泥沙冲刷机制.对于斜坡床面,考虑重力对泥沙颗粒的影响,并对临界希尔兹数进行修正.将数值结果与实验数据进行比较,验证了数值模型的准确性.在此基础上,详细分析在不同波高条件下的桩基冲刷发展过程,初步研究了桩基保护层对冲刷的影响.结果表明:波-流共同作用下桩基周围海床的冲刷深度比单纯流或孤立波作用下冲刷深度更大;倾斜海床下的局部冲刷深度更大;保护层的设置可以有效地降低桩周局部冲刷深度,保护层粒径的大小对防护效果的影响较大.

• 单位
  上海交通大学; 海洋工程国家重点实验室