高桩码头群桩绕流水动力特性数值分析

陈杰; 吴剑; 伍志元; 邓斌; 蒋昌波

doi:10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.202407152024101993

交通科学与工程 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (05) : 87 -98. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.202407152024101993

高桩码头群桩绕流水动力特性数值分析

陈杰, 吴剑, 伍志元, 邓斌, 蒋昌波

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摘要

为探究高桩码头桩基础形式下的群桩水动力特征，基于Flow-3D软件对来流速度为0.25～1.50 m/s的3×3群桩阵列绕流的湍流流场进行三维数值模拟。研究结果表明：桩柱的两侧均形成高速区，随着来流速度的增加，高速区范围显示出逐渐扩大的趋势。上游桩后方的回流区范围较大，而中游桩和下游桩的回流区大小基本相同，均小于上游桩的回流区。随着来流速度的增加，剪切力和流体力逐渐增大，并随来流速度呈非线性增长趋势，且上游桩受力最大，下游桩次之，中游桩受力最小。随着来流速度的增加，群桩尾涡核心区的涡量随之增大，中游桩和下游桩后方的尾涡强度明显比上游桩的弱，中游桩和下游桩的尾迹涡长度保持稳定。随着来流速度的增加，漩涡强度显著提高，前桩与后桩之间的漩涡相互纠缠。研究成果对于理解群桩绕流的水动力特性具有重要意义，可为工程设计和实际应用提供参考。