风致积雪导致建筑屋盖压塌的现象屡见不鲜,研究典型屋盖积雪分布形式具有重要意义。本文运用ANSYS Fluent 计算流体力学软件二次开发功能和UDF编程实现风吹雪数值模拟,并通过对二维平屋面及三维弧形落地网壳的积雪模拟验证了模型的准确性。综合考虑不同风速、风向角及矢跨比对单跨拱形屋盖积雪分布的影响,结果显示建筑高度处风速为5m/s时,0°风向角下屋面局部范围积雪分布系数超出规范限值,90°风向角下屋面大部分范围积雪分布系数超出规范限值。研究了干扰建筑对拱形屋盖积雪分布的影响,其导致拱形屋盖迎风面一定范围内积雪分布系数超出我国规范限值;当干扰建筑间距不小于2.5倍干扰建筑高度时,干扰效应的影响很小,可忽略其影响。
风致积雪导致建筑屋盖压塌的现象屡见不鲜,研究典型屋盖积雪分布形式具有重要意义。本文运用ANSYS Fluent 计算流体力学软件二次开发功能和UDF编程实现风吹雪数值模拟,并通过对二维平屋面及三维弧形落地网壳的积雪模拟验证了模型的准确性。综合考虑不同风速、风向角及矢跨比对单跨拱形屋盖积雪分布的影响,结果显示建筑高度处风速为5m/s时,0°风向角下屋面局部范围积雪分布系数超出规范限值,90°风向角下屋面大部分范围积雪分布系数超出规范限值。研究了干扰建筑对拱形屋盖积雪分布的影响,其导致拱形屋盖迎风面一定范围内积雪分布系数超出我国规范限值;当干扰建筑间距不小于2.5倍干扰建筑高度时,干扰效应的影响很小,可忽略其影响。
风致积雪导致建筑屋盖压塌的现象屡见不鲜,研究典型屋盖积雪分布形式具有重要意义。本文运用ANSYS Fluent 计算流体力学软件二次开发功能和UDF编程实现风吹雪数值模拟,并通过对二维平屋面及三维弧形落地网壳的积雪模拟验证了模型的准确性。综合考虑不同风速、风向角及矢跨比对单跨拱形屋盖积雪分布的影响,结果显示建筑高度处风速为5m/s时,0°风向角下屋面局部范围积雪分布系数超出规范限值,90°风向角下屋面大部分范围积雪分布系数超出规范限值。研究了干扰建筑对拱形屋盖积雪分布的影响,其导致拱形屋盖迎风面一定范围内积雪分布系数超出我国规范限值;当干扰建筑间距不小于2.5倍干扰建筑高度时,干扰效应的影响很小,可忽略其影响。
接触面力学特性受冻融循环与流变作用存在显著的动态波动,直接影响冻土环境下桩基础长期服役性能,亟需深入研究。利用数值仿真,首先,建立考虑流变效应的冻土黏弹塑性本构模型;其次,对Kelvin模型进行改进,建立冻土–桩接触面黏弹性本构模型;进而构建综合考虑冻土、接触面流变效应的热力直接耦合模型。经室内模型试验验证后,采用该模型开展桩基础长期服役性能演变规律分析。结果表明:该接触面模型可反映应力水平对流变效应的影响。冻融循环过程中,地基升温时上部桩侧摩阻力逐渐降低(降幅39%),下部桩侧摩阻力相应增大(增幅20%);降温时反之。此外,流变效应长期作用下,上部桩侧逐渐发挥承载性能,摩阻力增大(增幅50%),深部相应降低(降幅14%),中性点在2/5桩长处。桩底压力与桩侧摩阻力存在严格的联动机制;整个桩长范围内桩侧摩阻力分布也存在上、下联动机制,某一深度处桩侧摩阻力的变化受控于整个桩体受力状态与其发展趋势。流变与冻融循环耦合作用,影响桩侧摩阻力的深度分布形态,使得桩基础承载模式动态变化,对桩基础服役性能存在显著影响。研究成果揭示了冻土地基中流变效应对桩基础长期服役性能的显著影响,将为进一步的仿真研...
接触面力学特性受冻融循环与流变作用存在显著的动态波动,直接影响冻土环境下桩基础长期服役性能,亟需深入研究。利用数值仿真,首先,建立考虑流变效应的冻土黏弹塑性本构模型;其次,对Kelvin模型进行改进,建立冻土–桩接触面黏弹性本构模型;进而构建综合考虑冻土、接触面流变效应的热力直接耦合模型。经室内模型试验验证后,采用该模型开展桩基础长期服役性能演变规律分析。结果表明:该接触面模型可反映应力水平对流变效应的影响。冻融循环过程中,地基升温时上部桩侧摩阻力逐渐降低(降幅39%),下部桩侧摩阻力相应增大(增幅20%);降温时反之。此外,流变效应长期作用下,上部桩侧逐渐发挥承载性能,摩阻力增大(增幅50%),深部相应降低(降幅14%),中性点在2/5桩长处。桩底压力与桩侧摩阻力存在严格的联动机制;整个桩长范围内桩侧摩阻力分布也存在上、下联动机制,某一深度处桩侧摩阻力的变化受控于整个桩体受力状态与其发展趋势。流变与冻融循环耦合作用,影响桩侧摩阻力的深度分布形态,使得桩基础承载模式动态变化,对桩基础服役性能存在显著影响。研究成果揭示了冻土地基中流变效应对桩基础长期服役性能的显著影响,将为进一步的仿真研...
接触面力学特性受冻融循环与流变作用存在显著的动态波动,直接影响冻土环境下桩基础长期服役性能,亟需深入研究。利用数值仿真,首先,建立考虑流变效应的冻土黏弹塑性本构模型;其次,对Kelvin模型进行改进,建立冻土–桩接触面黏弹性本构模型;进而构建综合考虑冻土、接触面流变效应的热力直接耦合模型。经室内模型试验验证后,采用该模型开展桩基础长期服役性能演变规律分析。结果表明:该接触面模型可反映应力水平对流变效应的影响。冻融循环过程中,地基升温时上部桩侧摩阻力逐渐降低(降幅39%),下部桩侧摩阻力相应增大(增幅20%);降温时反之。此外,流变效应长期作用下,上部桩侧逐渐发挥承载性能,摩阻力增大(增幅50%),深部相应降低(降幅14%),中性点在2/5桩长处。桩底压力与桩侧摩阻力存在严格的联动机制;整个桩长范围内桩侧摩阻力分布也存在上、下联动机制,某一深度处桩侧摩阻力的变化受控于整个桩体受力状态与其发展趋势。流变与冻融循环耦合作用,影响桩侧摩阻力的深度分布形态,使得桩基础承载模式动态变化,对桩基础服役性能存在显著影响。研究成果揭示了冻土地基中流变效应对桩基础长期服役性能的显著影响,将为进一步的仿真研...
极地海冰覆盖区域,冰水界面波动的回复力除重力外,还需考虑冰层的弹性力,这种波动被称为水弹性波(或挠曲重力波)。与海洋表面波浪不同,水弹性波的传播特性不仅受到流体动力学控制,还显著依赖于冰层的弹性力学特征,其临界共振体系完全不同于纯重力水波,在临界速度附近表现出独特的非线性波动现象。本文针对移动载荷导致的水弹性波,系统综述了对其在理论研究、数值模拟与实验观测等方面的研究进展,重点探讨了势流模型、黏弹性效应、非线性效应以及复杂运动场景(如变速运动、三维效应、渠道边界、水下载荷等)下的冰层动力学特征,为极地资源开发、船舶航行安全、海洋超大浮体结构设计提供了重要的理论支撑和技术参考。
极地海冰覆盖区域,冰水界面波动的回复力除重力外,还需考虑冰层的弹性力,这种波动被称为水弹性波(或挠曲重力波)。与海洋表面波浪不同,水弹性波的传播特性不仅受到流体动力学控制,还显著依赖于冰层的弹性力学特征,其临界共振体系完全不同于纯重力水波,在临界速度附近表现出独特的非线性波动现象。本文针对移动载荷导致的水弹性波,系统综述了对其在理论研究、数值模拟与实验观测等方面的研究进展,重点探讨了势流模型、黏弹性效应、非线性效应以及复杂运动场景(如变速运动、三维效应、渠道边界、水下载荷等)下的冰层动力学特征,为极地资源开发、船舶航行安全、海洋超大浮体结构设计提供了重要的理论支撑和技术参考。
极地海冰覆盖区域,冰水界面波动的回复力除重力外,还需考虑冰层的弹性力,这种波动被称为水弹性波(或挠曲重力波)。与海洋表面波浪不同,水弹性波的传播特性不仅受到流体动力学控制,还显著依赖于冰层的弹性力学特征,其临界共振体系完全不同于纯重力水波,在临界速度附近表现出独特的非线性波动现象。本文针对移动载荷导致的水弹性波,系统综述了对其在理论研究、数值模拟与实验观测等方面的研究进展,重点探讨了势流模型、黏弹性效应、非线性效应以及复杂运动场景(如变速运动、三维效应、渠道边界、水下载荷等)下的冰层动力学特征,为极地资源开发、船舶航行安全、海洋超大浮体结构设计提供了重要的理论支撑和技术参考。
喜马拉雅山拥有全球中低纬度带规模最大的山地冰川群,其冰川补给直接影响南亚水系水资源安全。全球变暖背景下,喜马拉雅山冰川响应存在空间分异特征,但21世纪以来冰川动态演化路径及其水文效应仍存在整体上的认知空白。本研究利用偏差校正的CMIP6气候数据集与改进型Global PyGEM-OGGM模型,综合考虑冰川动力学过程与表碛热力学效应,分析预测2000—2100年SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下喜马拉雅山冰川系统多参数响应。结果表明:(1)经偏差校正后,CMIP6多模式集合数据在喜马拉雅山的适用性显著提升(1961—2014年),气温(偏差:-0.02℃,均方根误差:0.41℃)和降水(偏差:-22.31 mm,均方根误差:136.55 mm)的模拟误差显著降低,同时基于多源卫星融合数据验证的Global PyGEM-OGGM冰川数据集(2000—2019年)在冰川质量变化时空模拟中表现优异(相关系数分别为0.59、0.99,均方根误差为0.97 Gt、0.002 Gt),证实二者可为区域气候变化与冰川物质平衡研究提供可靠数据支撑。(2)在SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下,...