作者：熊焱著
页数：146页
出版社：河海大学出版社
出版日期：2022
ISBN：9787563075881
电子书格式：pdf/epub/txt
内容简介
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。
目录
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 水动力一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
2.3.3 计算稳定性
2.3.4 模型验证——解析解算例
2.4 多颗粒法数值模型
2.4.1 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 0SU-TWB水槽试验
3.1.2 NRC-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——NRG-CHC漂浮物撞击试验
3.3.2 漂浮物初始湿床条件——OSU LWF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
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 水动力一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
2.3.3 计算稳定性
2.3.4 模型验证——解析解算例
2.4 多颗粒法数值模型
2.4.1 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 0SU-TWB水槽试验
3.1.2 NRC-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——NRG-CHC漂浮物撞击试验
3.3.2 漂浮物初始湿床条件——OSU LWF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
