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泥石流作用下拦挡坝的流固耦合分析
  • ISSN号:1673-5196
  • 期刊名称:《兰州理工大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU359[建筑科学—结构工程] X43[环境科学与工程—灾害防治]
  • 作者机构:[1]兰州理工大学土木工程学院,甘肃兰州730050, [2]兰州理工大学西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心,甘肃兰州730050
  • 相关基金:国家自然科学基金(51278236),国家科技支撑计划项目(2011BAK12B07)
中文摘要:

为探究泥石流浆体与防治工程之间的耦合作用关系,将大型通用有限元软件集成平台ANSYS Workbench下的计算流体动力学分析软件CFX与结构静力分析模块Static Structural相结合,对泥石流灾害防治工程中广泛应用的重力式拦挡坝进行空库过流条件下的单向流固耦合分析,并且在分析过程中特别引入了水利水电工程拱坝体型设计中的柔度系数.结果表明,流动状态稳定后的泥石流浆体总压力符合液体压强沿深度方向上小下大的层状分布规律;外流场分析得到的泥石流冲击力与规范公式计算值十分接近,二者误差不超过5%;建议以流动状态稳定后的浆体动压力作为泥石流流体作用下的最不利荷载;如果重力式拦挡坝的柔度系数超过15,则在力学上属于平面应变问题.

英文摘要:

In order to explore coupling relationship of debris flow slurry to prevention works, a combination of computational fluid dynamics software CFX with structural static analysis module Static Structural in the large-scale general finite element software integration platform ANSYS Workbench was used to con- duct one-way fluid-solid coupling analysis of intercept gravity dam, which is generally utilized in preven- tion engineering of debris flow disaster, under condition of empty reservoir flow passing. The flexibility coefficient which was employed in shape design of arch dam in water conservancy and hydropower engi- neering was especially introduced into analysis process. The result indicates that total pressure of debris flow slurry will meet the depth-wise layered distribution pattern (top-lower, bottom-higher) of liquid pressure after flow becoming stable. The impact force of debris flow obtained with external flow field anal- ysis will be very close to the calculated value with normalized formula, and the deviation between them is less than 5 M. The slurry dynamic pressure of stabilized flow should be proposed as the most disadvanta- geous load on the dam under the action of debris flow. If flexibility coefficient of a gravity dam exceeds 15, there will be a plane strain problem in view of mechanics.

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期刊信息
  • 《兰州理工大学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:甘肃省教委
  • 主办单位:兰州理工大学
  • 主编:李有堂
  • 地址:甘肃省兰州市兰工坪路287号
  • 邮编:730050
  • 邮箱:journal@lut.cn
  • 电话:0931-2756301
  • 国际标准刊号:ISSN:1673-5196
  • 国内统一刊号:ISSN:62-1081/T
  • 邮发代号:54-72
  • 获奖情况:
  • 甘肃高等校优秀学术期刊,全国优秀高校自然科学学报及教育部优秀科技期刊评...,第二届国家期刊奖百种重点期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:6651