过江沉管隧道基槽水流特性试验研究与数值模拟的任务书.docx

过江沉管隧道基槽水流特性试验研究与数值模拟的任务书
任务书
题目：过江沉管隧道基槽水流特性试验研究与数值模拟
研究背景
近年来，随着城市化进程的加快，城市建设对交通设施的需求也逐渐增加。对于大江大河的居民来说，过河经常是必须面临的问题。因此，设计和建设高效、安全、稳定的大型过江通道成为了城市交通建设的迫切需要之一。其中沉管隧道作为一种先进的隧道结构，获得越来越多的应用。一般来说，沉管隧道由多个通航的接头、微小的迎风端倾斜，还有一个大的泄流孔组成。水流在沉管隧道内流动时，会产生各种复杂的水流现象，如水流的分离、旋涡、湍流等，这些现象会对隧道的稳定性和安全性产生影响。因此，研究过江沉管隧道基槽水流特性对于优化隧道设计和提高隧道运行的安全稳定性具有重要意义。
研究内容
本项目旨在研究过江沉管隧道基槽水流特性，包括试验研究和数值模拟两个方面，具体内容如下：
1.过江沉管隧道基槽水流特性试验研究
1.1实验材料准备
设计、制作适用于过江沉管隧道基槽水流特性试验的流动模型，并研究使用的实验材料和实验条件。
1.2实验综合工作
开展水流仿真试验，建立适合沉管隧道耐潮岩土特性的水流数学模型，进一步得到对水流特性和影响的更深入的认识，同时探索基槽表面所输入流量的变化情况。
1.3实验数据分析
基于实验所获得的数据，进行分析和处理，建立适合沉管隧道水流特性的数据模型，对数据结果进行分析和解释，确定过江沉管隧道基槽水流特性相关的主要因素。
2.过江沉管隧道基槽水流特性数值模拟研究
2.1数学模型建立
建立过江沉管隧道基槽水流特性数学模型，明确各种流体力学参数的计算方法。
2.2计算参数设置
基于已建立的模型，计算应有的参数值，如水流速度、水流方向、水位高度及潮汐作用等。确定影响水流特性的重要因素，以此确定合理的计算参数。
2.3数值计算分析
基于计算所获得的数据，分析模拟计算结果，解释结果的有效性，并探究并模拟不同参数下水流的特性。
研究目标
本研究的目标是明确过江沉管隧道基槽水流特性的规律性，从而确定在沉管隧道的设计中使用的特殊材料、流速、水位高度、沉管隧道表面粗糙度等参数。同时，本研究可以为沉管隧道水力运动规律的研究提供依据，为今后的沉管隧道建设提供有力的科学依据。
参考文献
1.刘晓斌，陈金波.沉管隧道泄洪洞对水流影响的数值模拟[J].河海大学学报（自然科学版）,2009,37(6):600-603.
2.魏俊杰，张学军，罗胜才等.沉管隧道的水动力学研究[J].工程建设与设计,2008,28(3):42-44.
3.田乃星，卢冠忠，钟百万等.沉管隧道水流数学模型研究[J].水动力学研究与进展,2012,27(2):193-197.
4.王成文，杨志晶.沉管隧道基槽水流数值模拟分析[J].现代铁道技术,2014,44(2):44-47.
5.郭文庆，潘如琳.沉管隧道水流特性的数值模拟研究[J].长江科学院院报,2010,27(1):39-42.