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考虑水流-结构强耦合作用的水流动力效应分析

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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载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。

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来源
《全国第一届防灾减灾工程学术研讨会》|2011年|529-534|共6页
会议地点南京
作者
王志华; 顾冲时; 陈国兴;
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作者单位

中国灾害防御协会;

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会议组织
正文语种
原文格式 PDF
中图分类水动力学;工程水力学（水工建筑水力学）;
关键词
流固强耦合; 水中结构; 水流动力效应; 动水压力; 拉格朗日-欧拉法;

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