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極端水力條件下流體、漂浮物及結(jié)構(gòu)物相互作用模擬研究 版權(quán)信息
- ISBN：9787563075881
- 條形碼：9787563075881 ; 978-7-5630-7588-1
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
極端水力條件下流體、漂浮物及結(jié)構(gòu)物相互作用模擬研究 內(nèi)容簡介
本書針對風(fēng)暴潮、海嘯等水災(zāi)害在海岸地區(qū)的傳播過程中伴隨大量漂浮物的現(xiàn)象，對于流體、漂浮物及被撞擊的結(jié)構(gòu)物之間相互作用的物理過程及機(jī)理開展研究，基于二維淺水動力學(xué)模型，采用離散元方法構(gòu)建了一套模擬研究極端水力條件下流體-漂浮物-結(jié)構(gòu)物相互作用的雙向動態(tài)耦合數(shù)值模型，并基于圖形處理器(GPU)實現(xiàn)了模型的高效并行計算，使其具備應(yīng)用于大范圍實際尺度災(zāi)害的能力。在通過與大量物理模型實驗與實測數(shù)據(jù)比較驗證后，還進(jìn)一步研究了結(jié)構(gòu)物在不同環(huán)境下的受力過程及影響要素，量化了漂浮物運動軌跡以及漂浮物對結(jié)構(gòu)物的撞擊力。
極端水力條件下流體、漂浮物及結(jié)構(gòu)物相互作用模擬研究 目錄
**章 緒論
1.1 研究背景
1.2 研究現(xiàn)狀
1.2.1 極端水力條件下漂浮物物理模型以及理論研究
1.2.2 水流挾帶漂浮物數(shù)值模型研究
1.2.3 極端水力條件下結(jié)構(gòu)物所受漂浮物沖擊力影響的研究
1.2.4 海嘯災(zāi)害建筑物預(yù)測破壞評估相關(guān)研究
1.3 研究內(nèi)容
第二章 水動力一離散元耦合數(shù)值模型
2.1 水動力數(shù)值模型
2.1.1 控制方程
2.1.2 數(shù)值格式
2.1.3 邊界條件
2.1.4 模型驗證
2.1.4.1 物理模型試驗驗證——OSU港池試驗
2.1.4.2 大尺度實際災(zāi)害驗證——2011年日本海嘯
2.2 流體對結(jié)構(gòu)物作用力計算模塊
2.2.1 計算公式
2.2.2 物理試驗驗證——奧克蘭大學(xué)水槽試驗
2.3 離散元（DEM）數(shù)值模型
2.3.1 控制方程
2.3.2 接觸力模型
2.3.3 計算穩(wěn)定性
2.3.4 模型驗證——解析解算例
2.4 多顆粒法數(shù)值模型
2.4.1 多顆粒法基本思想
2.4.2 多顆粒法計算方法
2.5 水動力-DEM（MSM）模型雙向動態(tài)耦合方法
2.5.1 流固相互作用
2.5.1.1 流體對固體研究對象作用力
2.5.1.2 固體研究對象對流體作用力
2.5.1.3 固體對固體研究對象作用力
2.5.2 漂浮物啟動流速
2.5.3 漂浮物間的接觸檢查
2.5.4 漂浮物撞擊力
2.6 程序?qū)崿F(xiàn)
2.6.1 顯卡（GPU）并行技術(shù)
2.6.2 耦合程序計算步驟
2.7 耦合模型驗證——河海大學(xué)水槽物理模型試驗
2.7.1 試驗設(shè)置
2.7.2 結(jié)果分析
2.8 本章小結(jié)
第三章 極端水流一結(jié)構(gòu)物一漂浮物相互作用過程模擬
3.1 水流與結(jié)構(gòu)物相互作用
3.1.1 0SU-TWB水槽試驗
3.1.2 NRC-CHC水槽試驗
3.2 水流與漂浮物相互作用
3.2.1 穩(wěn)定水流條件下解析解推導(dǎo)與驗證
3.2.2 復(fù)雜水流條件下漂浮物運動過程——Albano水槽物理模型試驗
3.3 水流一結(jié)構(gòu)物一漂浮物相互作用
3.3.1 漂浮物初始干床條件——NRG-CHC漂浮物撞擊試驗
3.3.2 漂浮物初始濕床條件——OSU LWF漂浮物撞擊試驗
3.3.3 漂浮物撞擊力與“純水”條件下水流力關(guān)系
3.4 本章小結(jié)
第四章 確定性建筑物破壞狀態(tài)評估模型
4.1 建筑物破壞評估確定性方法
4.2 現(xiàn)實算例——美國俄勒岡Seaside地區(qū)假想海嘯過程模擬
4.2.1 研究區(qū)域介紹
4.2.2 數(shù)值模型設(shè)置
4.2.3 模擬結(jié)果分析（“純水”條件）
4.2.3.1 水力特征
4.2.3.2 建筑物受力與破壞狀態(tài)評估
4.2.3.3 敏感性分析
4.3 本章小結(jié)
第五章 水流挾帶漂浮物情況下建筑物破壞狀態(tài)的評估
5.1 水流挾帶漂浮物條件下建筑物破壞狀態(tài)研究
5.1.1 單一類別漂浮物
5.1.1.1 車輛
5.1.1.2 樹木／木質(zhì)碎片
5.1.1.3 集裝箱
5.1.2 綜合類別漂浮物
5.2 純水條件與考慮漂浮物條件模擬結(jié)果對比
5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 主要結(jié)論
6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
后記
1.1 研究背景
1.2 研究現(xiàn)狀
1.2.1 極端水力條件下漂浮物物理模型以及理論研究
1.2.2 水流挾帶漂浮物數(shù)值模型研究
1.2.3 極端水力條件下結(jié)構(gòu)物所受漂浮物沖擊力影響的研究
1.2.4 海嘯災(zāi)害建筑物預(yù)測破壞評估相關(guān)研究
1.3 研究內(nèi)容
第二章 水動力一離散元耦合數(shù)值模型
2.1 水動力數(shù)值模型
2.1.1 控制方程
2.1.2 數(shù)值格式
2.1.3 邊界條件
2.1.4 模型驗證
2.1.4.1 物理模型試驗驗證——OSU港池試驗
2.1.4.2 大尺度實際災(zāi)害驗證——2011年日本海嘯
2.2 流體對結(jié)構(gòu)物作用力計算模塊
2.2.1 計算公式
2.2.2 物理試驗驗證——奧克蘭大學(xué)水槽試驗
2.3 離散元（DEM）數(shù)值模型
2.3.1 控制方程
2.3.2 接觸力模型
2.3.3 計算穩(wěn)定性
2.3.4 模型驗證——解析解算例
2.4 多顆粒法數(shù)值模型
2.4.1 多顆粒法基本思想
2.4.2 多顆粒法計算方法
2.5 水動力-DEM（MSM）模型雙向動態(tài)耦合方法
2.5.1 流固相互作用
2.5.1.1 流體對固體研究對象作用力
2.5.1.2 固體研究對象對流體作用力
2.5.1.3 固體對固體研究對象作用力
2.5.2 漂浮物啟動流速
2.5.3 漂浮物間的接觸檢查
2.5.4 漂浮物撞擊力
2.6 程序?qū)崿F(xiàn)
2.6.1 顯卡（GPU）并行技術(shù)
2.6.2 耦合程序計算步驟
2.7 耦合模型驗證——河海大學(xué)水槽物理模型試驗
2.7.1 試驗設(shè)置
2.7.2 結(jié)果分析
2.8 本章小結(jié)
第三章 極端水流一結(jié)構(gòu)物一漂浮物相互作用過程模擬
3.1 水流與結(jié)構(gòu)物相互作用
3.1.1 0SU-TWB水槽試驗
3.1.2 NRC-CHC水槽試驗
3.2 水流與漂浮物相互作用
3.2.1 穩(wěn)定水流條件下解析解推導(dǎo)與驗證
3.2.2 復(fù)雜水流條件下漂浮物運動過程——Albano水槽物理模型試驗
3.3 水流一結(jié)構(gòu)物一漂浮物相互作用
3.3.1 漂浮物初始干床條件——NRG-CHC漂浮物撞擊試驗
3.3.2 漂浮物初始濕床條件——OSU LWF漂浮物撞擊試驗
3.3.3 漂浮物撞擊力與“純水”條件下水流力關(guān)系
3.4 本章小結(jié)
第四章 確定性建筑物破壞狀態(tài)評估模型
4.1 建筑物破壞評估確定性方法
4.2 現(xiàn)實算例——美國俄勒岡Seaside地區(qū)假想海嘯過程模擬
4.2.1 研究區(qū)域介紹
4.2.2 數(shù)值模型設(shè)置
4.2.3 模擬結(jié)果分析（“純水”條件）
4.2.3.1 水力特征
4.2.3.2 建筑物受力與破壞狀態(tài)評估
4.2.3.3 敏感性分析
4.3 本章小結(jié)
第五章 水流挾帶漂浮物情況下建筑物破壞狀態(tài)的評估
5.1 水流挾帶漂浮物條件下建筑物破壞狀態(tài)研究
5.1.1 單一類別漂浮物
5.1.1.1 車輛
5.1.1.2 樹木／木質(zhì)碎片
5.1.1.3 集裝箱
5.1.2 綜合類別漂浮物
5.2 純水條件與考慮漂浮物條件模擬結(jié)果對比
5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 主要結(jié)論
6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
后記
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