Numerical Analysis of Solitary Wave Loading on Round⁃ended Piers with Different Length⁃width Ratios

Zhonghui SHEN; Kai WEI; Shaolin YANG

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.2020.06.013

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Numerical Analysis of Solitary Wave Loading on Round⁃ended Piers with Different Length⁃width Ratios

更新时间：2025-09-25

- Numerical Analysis of Solitary Wave Loading on Round⁃ended Piers with Different Length⁃width Ratios
- Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering Vol. 40, Issue 6, Pages: 945-951(2020)
- 作者机构：
  
  西南交通大学土木工程学院桥梁工程系，四川成都 610031
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.2020.06.013
  CLC： TU443
- Received：09 December 2018，
  
  Revised：2019-03-22，
  
  Published：15 December 2020
- 稿件说明：
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沈忠辉,魏凯,杨绍林.孤立波作用下不同长宽比圆端形桥墩受力数值分析[J].防灾减灾工程学报,2020,40(06):945-951.

SHEN Zhonghui,WEI Kai,YANG Shaolin.Numerical Analysis of Solitary Wave Loading on Round⁃ended Piers with Different Length⁃width Ratios[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2020,40(06):945-951.
沈忠辉,魏凯,杨绍林.孤立波作用下不同长宽比圆端形桥墩受力数值分析[J].防灾减灾工程学报,2020,40(06):945-951. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.2020.06.013.

SHEN Zhonghui,WEI Kai,YANG Shaolin.Numerical Analysis of Solitary Wave Loading on Round⁃ended Piers with Different Length⁃width Ratios[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2020,40(06):945-951. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.2020.06.013.

摘要

为研究极端波浪灾害对近海铁路桥墩的水动力作用，基于CFD数值软件进行入口边界造波，结合

⁃

湍流模型求解RANS方程，采用孤立波模拟极端波浪，建立数值水槽，并利用理论公式验证了数值水槽的可靠性。为探究桥墩长宽比对圆端形桥墩受力的影响，在数值水槽中开展了孤立波作用下不同长宽比（

）圆端形桥墩的三维数值模拟，研究了圆端形桥墩长宽比对桥墩周围波浪爬高、流速及桥墩波浪力的影响。研究结果表明：不同长宽比圆端形桥墩最大波压均发生在静水液面位置；桥墩长宽比对波浪爬高、墩周流场影响明显；圆端形桥墩受到的最大波浪力、墩底最大弯矩随着长宽比的增加而增加，当长宽比较小时，二者呈线性关系。

Abstract

In order to study the hydrodynamic loads of extreme wave hazards on the piers of coastal railway bridges， a numerical wave tank （NWT） was built by adopting the wave inlet boundary via CFD numerical software. The RANS equation of the NWT was solved including k-ω turbulence model. Solitary wave was generated to simulate the extreme wave. The developed NWT was validated with the theoretical formulas. Three-dimensional numerical simulations of round-ended piers with different length-width ratios under solitary wave were carried out in the NWT to study the effect of the length-width ratio on the wave loading on the round-ended piers. The effects of the length-width ratio on the wave run-up， water particle velocity and wave loading on the pier were investigated. The results showed that： 1） the maximum wave pressure of the round-ended pier always occurs at the static water level regardless of the length-width ratio of the pier； 2） the length-width ratio of the pier affects the wave run-up and water particle velocity significantly； and 3） both maximum wave force and base moment of the pier increase with the length-width ratios， and have a linear relationship when the length-width ratio is small.

关键词

Keywords

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