考虑流固耦合的桥墩结构安全性分析开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1研究现状分析

1.1.1流固耦合问题

流固藕合力学是流体力学与固体力学的交叉学科，主要研究对象和其重要特征是变形固体与流体之间的相互作用问题。变形固体在流体载荷的作用下会产生一定的变形和发生振动，变形固体的变形和振动又会对流体载荷大小产生影响，并造成流体重新分布。这种作用与反作用，就是流体一变形固体流固藕合的特性和现象。对于这类问题的研究成果可运用于分析桥墩在水流作用下的安全性问题。

2. 研究的基本内容与方案

拟采用桥墩尺寸设计:采用柱形墩，半径2m，高10m，考虑半径25m流域范围内水流对桥墩的影响。水流深度设置2m、4m、6m、8m，水流速度设置0.5m/s、1.0m/s、1.5m/s、2.0m/s几组分别实验。上述水流深度与速度组合可得到16个模拟计算组，分别在ansys软件上进行计算。

ansys很早就开始被应用到流固藕合的研究中，特别是近年来，其在流固藕合分析研究和应用中取得了飞速的发展，并针对解决流固藕合问题的运用经验相当成熟。从算法上讲，ansys求解流固藕合问题时主要采用分离解析法，也就是荷载传递法;但从数据传递的角度来看，流固藕合分析可以分为:单向流固藕合分析和双向流固藕合分析。下面分别介绍这两种流固藕合分析:

1.单向流固藕合分析。单向流固藕合分析就是藕合交界面处的数据传递是单向的，一般指把流体分析计算的结果如力、温度和对流荷载等传递给固体结构分析，但是固体结构分析没有传递给流体分析。也就是说，只有流体分析对固体结构分析有重大影响，而固体结构分析的变形等结果非常小，因此其对流体分析的影响可以忽略不计。

3. 研究计划与安排

1.前三周：查找阅读国内外与流固耦合及桥墩安全性相关的文献，并将一片外国文献翻译成中文，撰写开题报告；

2 第六周前：查阅相关资料，学习有限元分析的计算原理，并了解流固耦合所研究的主要问题，完成主要计算理论。

3 第十周前：学习ansys软件的基本使用方法，完成桥墩结构建模，并设置不同参数，求解计算结果。

4. 参考文献（12篇以上）

.王新敏.《ansys工程结构数值分析》[m].北京：人民交通出版社,2009.

[2].张明.《结构可靠度分析—方法与程序》[m].北京：科学出版社,2009.

[3].张伟.《结构可靠性理论与应用》[m].北京：科学出版社,2009.