张华庆
- 作品数：12 被引量：32H指数：3
- 供职机构：交通运输部天津水运工程科学研究院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央级公益性科研院所基本科研业务费专项天津市科技计划更多>>
- 相关领域：交通运输工程水利工程天文地球建筑科学更多>>
- 波流作用下悬浮隧道运动响应纵向截断模型试验研究被引量：10
- 2021年
- 利用波流水槽构建悬浮隧道纵向截断模型试验,分析了水流及波浪作用对悬浮隧道运动响应的影响,获得了管体结构的垂向及横向运动响应特性。研究结果表明:水流流速较小时,模型振幅随约化流速Vr增大而增大,而在约化流速为5.8附近,管体振幅达到最大并在这一临界值之后形成较为稳定的振幅值,产生明显的结构共振和涡激振动“锁定”现象。振幅稳定后垂向幅值约为管径的2倍,横向幅值与管径相当。对于波浪单独作用,在波浪较弱时,横向幅值与垂向几乎相等,随着特征KC_(n)数的增大,响应振幅先增后减。在特征KC_(n)数小于0.51范围内,垂向振幅大于横向振幅,其余范围则相反。垂向振幅和横向振幅分别在特征KC_(n)数为0.42和0.55时达到峰值,且两个方向的最大振幅值均与管体的管径相当。相对响应频率随着特征KC_(n)数的增大而减少,且垂向大于横向。
- 阳志文张华庆李金钊袁春光季新然杨华
- 关键词：悬浮隧道涡激振动
- 基于SPH方法的开孔沉箱比尺效应研究被引量：3
- 2022年
- 由于在前壁上设置了尺寸较小的孔,开孔沉箱受流体黏性力作用显著,依照弗劳德数相似准则设计模型存在比尺效应。为揭示比尺效应,建立了模拟波浪与开孔沉箱相互作用的光滑粒子流体动力学(SPH)模型。其中流体运动由连续性方程和Navier-Stokes方程控制,固壁边界由改进的动力边界粒子施加。模型收敛性通过分析不同粒子分辨率下的波浪反射系数得到,模型精度通过比较计算与理论波浪反射系数证明。使用经过验证的SPH模型,计算并比较了不同几何比尺和开孔率下开孔沉箱附近的涡量场、箱体外侧的波面时程曲线和波浪反射系数。结果表明,随着模型几何比尺的减小,开孔沉箱受到偏大的流体黏性力,致使更多波能在湍流运动中耗散,进而减小了波浪反射系数并降低了箱体外侧的波面高度。
- 金瑞佳韩丽影贺铭耿宝磊张华庆
- 关键词：开孔沉箱比尺效应SPH方法
- 水运工程领域模拟技术进步与展望
- 水运作为综合交通运输体系的重要组成部分，为经济社会发展和综合交通运输体系建设发挥了重要作用。本文介绍了水运工程面临复杂的自然条件，分析了水运工程模拟技术进步，以实例探讨了水运工程模拟技术支撑重大工程建设情况，最后展望了物...
- 张华庆
- 关键词：港口水运工程模拟技术
- 文献传递
- 钦州港港区流场的数值模拟
- 张华庆乐培九
- 关键词：数值模拟航道
- 破碎波冲击直立桩柱的大比尺试验研究
- 2021年
- 波浪破碎是海洋中最常见的现象之一,其能够对海洋中的结构物产生巨大的波浪力作用。本文在大比尺波浪水槽通过聚焦波的方法生成了极端波浪和不同破碎阶段的破碎波浪,并对其冲击桩柱过程中的点压力进行了测量,进而采用连续小波变换的方法,对桩柱上点压力的分布及大小进行了细致分析。结果表明,多次重复试验下,相比非破碎极端波浪,破碎极端波浪产生的点压力离散性更强;波浪破碎程度越大,测点位置越靠近波峰,则点压力离散程度越大;破碎波的最大点压力出现在1.2倍的最大波面附近,且其大小可达3倍的最大静水压力;基于点压力小波谱,不同破碎阶段破碎波产生冲击作用不同,对于波浪作用桩柱前波浪已经发生破碎的情况,其冲击区域更大,点压力分布更复杂;而对于桩面破碎的情况,其造成的波浪总力更大。
- 台兵马玉祥杨思宇张华庆陈松贵董国海
- 关键词：破碎波桩柱波浪力
- 基于强度折减法的格仓式圆筒围堰稳定性有限元分析被引量：1
- 2018年
- 格仓式圆筒作为深厚软土地基上人工岛围堰主体结构,其在围堰内部填土、外部尚未抛石斜坡堤工况下作用荷载复杂,难以采用有限元加载系数法进行稳定性分析。结合工程算例,基于强度折减法建立格仓式圆筒围堰三维弹塑性有限元分析模型。建议了基于强度折减系数-位移(Fv-S)曲线突变点法失稳判别标准,得到格仓式圆筒失稳模式和稳定性安全系数。结果表明格仓式圆筒结构失稳模式为筒体倾覆破坏,稳定性安全系数随格体入土深度增加而增大,随水平荷载和后方堆载的增加而减小。研究成果可为格仓式圆筒围堰工程设计提供借鉴和参考。
- 焉振王元战肖忠张华庆孙熙平
- 关键词：有限元分析强度折减法
- 不规则波在筑堤珊瑚礁上传播的大水槽实验研究被引量：13
- 2018年
- 基于大比尺波浪水槽模型实验,开展了不规则波在建有防浪堤的珊瑚礁陡变地形上传播变形规律的研究。采用弗劳德相似准则,通过1∶20的物理模型实验,模拟了不同水位和波高周期条件下,波浪从深水(d/L_0>1/2)到极浅水(d/L_0> 1/50)的传播-破碎-壅水过程。实验测得了陡坡19 m水深和7 m水深的浅水变形系数,结果表明波浪在陡变地形上的浅水变形系数与缓坡地形差别较大,且在一定范围内随相对水深的减小而减小;随着传播距离的增加,高频能量不断减小,能量会向低频转移,产生10倍以上入射波周期的低频波浪,且越靠近防浪墙,低频能量越大,水位壅高越大;利用低通滤波技术,测得了礁盘上壅水显著,结果表明防浪堤前的平均波浪增水与外海入射波高的平方成正比。
- 陈松贵张华庆陈汉宝郑金海
- 关键词：珊瑚礁防浪堤
- 基于SPH的新型人工块体TB-CUBE设计优化和水动力特性数值模拟
- 2023年
- 为探究高透空性新型人工块体TB-CUBE的最优结构尺寸型式及其水动力特性,利用基于光滑粒子方法(smoothed particle hydrodynamics,SPH)的DualSPHysics开源代码开展斜坡堤新型人工块体TB-CUBE数值模拟研究,探究其在规则波作用下的爬高和越浪等水动力特性及波浪变化规律。结果表明:数学模型模拟的爬高和越浪与物理模型试验的实测值误差分别在6%和9%以内,可较好地刻画波浪在人工块体上的演变过程。基于此验证模型,分析不同细部尺寸参数下块体的水动力特性,综合块体爬高、反射系数、越浪、块体孔隙率和材料用量等因素,得到最优消浪效果所对应TB-CUBE块体的球相对半径R1、圆柱相对半径R2与块体边长h的关系。在此基础上,以优化后的TB-CUBE块体为对象,分析其爬高和越浪的过程,揭示出该块体的消浪机理主要为相邻块体之间的圆孔对波浪的爬高和回落均有阻滞作用,且块体内部孔隙可以容纳水体并形成紊流效能,可以相应地减少波浪的爬高。此外,研究斜坡坡度、堤前水深、入射波高和波周期等对波浪爬高的影响,得到TB-CUBE块体爬高随入射波高和波坦的增大而增大,而随坡度的变化呈现单峰曲线的变化趋势。进一步考虑不同波浪破碎形态对波浪爬高的影响,拟合得出TB-CUBE块体的爬高经验公式,公式拟合值与模型计算值相关系数达0.981,能够真实反映该块体的爬高情况,为今后该块体在海岸工程中的实践运用提供科学依据。
- 彭程彭程张华庆张华庆陈汉宝
- 关键词：波浪爬高越浪
- 三峡工程运行后荆江河段分汇段航道水深资源及碍航驱动机制被引量：5
- 2023年
- 系统解析长江中游河湖交汇区域航道水深资源的变化,可支撑“黄金航道”的可持续发展。本研究以洞庭湖-荆江交汇段为对象,研究洞庭湖分汇区域水沙条件、荆江河段滩槽演变与河湖交汇段航道水深资源的关系。研究表明:三峡工程运行以来,洞庭湖三口分流量和分沙量延续了三峡工程运行前的减少态势,伴随洞庭湖分流量减少,相对增加的长江干流径流量增强了河床冲刷强度,反馈使得洞庭湖三口分流量和分沙量均处于较低值;荆江河段河床冲刷给航道尺度提升奠定了有利基础,河湖分汇区域不满足4.5 m×200 m(水深×宽度)的长度为12.6 km,占荆江河段碍航总长度的68.35%。碍航驱动机制上:松滋口分流区段(枝城-昌门溪)的4.5 m水槽贯通但宽度不足200 m,汊道分流关系不稳定及洲滩萎缩制约航道条件稳定,枯水位下降及“坡陡流急”现象仍然严峻,不利于航道条件保障及船舶安全航行;太平口分流区段水位下降、洲滩萎缩、汊道交替发展使得枯水航路不稳定或水深不足4.5 m;藕池口分流区域的洲滩崩退、洲滩冲刷引起的向下游泥沙输移,碍航表现为航宽不足200 m或出现水深不足4.5 m的浅滩;洞庭湖入汇影响区段(熊家洲-城陵矶)受弯道冲淤特性、湖泊出流顶托作用等影响,航槽内出现水深不足4.5 m的浅滩,但顶托作用存在趋缓趋势,有利于航道条件的改善。
- 杨云平周良平张华庆冯小香朱玲玲刘万利李明王建军
- 关键词：航道尺度三峡工程
- 基于风险管理方法研究水路基础设施安全风险控制的技术支撑问题
- 2012年
- 文章依据安全风险管理理论与方法对水路基础设施安全风险及其致因识别、安全现状评估、安全风险管理体系架构等进行系统的研究,并提出水路基础设施安全风险控制的支撑技术。
- 张华庆
- 关键词：风险管理
