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正版 极端水力条件下流体漂浮物及结构物相互作用模拟研究 熊焱著
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物流
第一章绪论·
1.1研究背景
1.2研究现状
1.2.1极端水力条件下漂浮物物理模型以及理论研究
1.2.2水流挟带漂浮物数值模型研究
1.2.3极端水力条件下结构物所受漂浮物冲击力影响的研究
1.2.4海啸灾害建筑物预测破坏评估相关研究
1.3研究内容
第二章水动力-离散元耦合数值模型
2.1水动力数值模型
2.1.1控制方程·
2.1.2数值格式
2.1.3边界条件·
2.1.4模型验证·
2.1.4.1物理模型试验验证——OSU港池试验
2.1.4.2大尺度实际灾害验证——2011年日本海啸
2.2流体对结构物作用力计算模块
2.2.1计算公式
2.2.2物理试验验证——奥克兰大学水槽试验
2.3离散元(DEM)数值模型
2.3.1控制方程
2.3.2接触力模型
计算稳定性
2.3.32.3.4模型验证——解析解算例
多颗粒法数值模型
2.42.4.1多颗粒法基本思想
2.4.2多颗粒法计算方法
2.5水动力-DEM(MSM)模型双向动态耦合方法
2.5.1流固相互作用
2.5.1.1流体对固体研究对象作用力
2.5.1.2固体研究对象对流体作用力
2.5.1.3固体对固体研究对象作用力
2.5.2漂浮物启动流速
2.5.3漂浮物间的接触检查
2.5.4漂浮物撞击力
2.6程序实现
2.6.1显卡(GPU)并行技术
2.6.2耦合程序计算步骤
2.7耦合模型验证——河海大学水槽物理模型试验
2.7.1试验设置
2.7.2结果分析…
2.8本章小结
第三章极端水流一结构物一漂浮物相互作用过程模拟…
3.1水流与结构物相互作用
3.1.1 OSU-TWB水槽试验
3.1.2NRC-CHC水槽试验
3.2水流与漂浮物相互作用
3.2.1稳定水流条件下解析解推导与验证
3.2.2复杂水流条件下漂浮物运动过程——Albano水槽物理模型试验
3.3水流一结构物一漂浮物相互作用
3.3.1漂浮物初始干床条件——NRC-CHC漂浮物撞击试验
3.3.2漂浮物初始湿床条件——OSULWF漂浮物撞击试验
3.3.3漂浮物撞击力与“纯水”条件下水流力关系
3.4本章小结
第四章 确定性建筑物破坏状态评估模型
4.1建筑物破坏评估确定性方法
4.2 现实算例——美国俄勒冈 Seaside 地区假想海啸过程模拟
4.2.1研究区域介绍
4.2.2数值模型设置
4.2.3模拟结果分析(“纯水”条件)
4.2.3.1水力特征
4.2.3.2建筑物受力与破坏状态评估
4.2.3.3敏感性分析
4.3本章小结
第五章水流挟带漂浮物情况下建筑物破坏状态的评估
5.1水流挟带漂浮物条件下建筑物破坏状态研究
5.1.1单一类别漂浮物
5.1.1.1车辆
5.1.1.2树木/木质碎片
5.1.1.3集装箱・
5.1.2综合类别漂浮物
5.2纯水条件与考虑漂浮物条件模拟结果对比
5.3本章小结
第六章结论与展望
6.1主要结论
6.2研究展望
参考文献…
后记·
本书针对风暴潮、海啸等水灾害在海岸地区的传播过程中伴随大量漂浮物的现象,对于流体、漂浮物及被撞击的结构物之间相互作用的物理过程及机理开展研究,基于二维浅水动力学模型,采用离散元方法构建了一套模拟研究极端水力条件下流体-漂浮物-结构物相互作用的双向动态耦合数值模型,并基于图形处理器(GPU)实现了模型的高效并行计算,使其具备应用于大范围实际尺度灾害的能力。在通过与大量物理模型实验与实测数据比较验证后,还进一步研究了结构物在不同环境下的受力过程及影响要素,量化了漂浮物运动轨迹以及漂浮物对结构物的撞击力。本书结构严谨,内容逻辑性强,没有重大原则性问题。
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