当圆柱桩脚置于流场中时,它的存在将改变其附近的流动情况,这种改变将产生一系列的现象:水流的分离,柱前马蹄涡和柱后尾涡的形成。这些改变将会使柱周围的泥沙打破原来的平衡状态,开始运动,导致局部冲刷。这种冲刷将影响平台的稳定性,极大地威胁了平台的安全工作。本文将主要对平台圆柱桩脚周围的局部冲刷机理进行研究探讨,运用有限元软件ANSYS CFX对柱周围的流场进行了模拟,提出了今后研究的方向。 本文的主要工作及研究成果是: (1)在总结了前人的研究资料的基础上,针对在不同的条件下,引起圆柱周围局部冲刷主要原因的不同,分别叙述了在波浪作用下和波流共同作用下的圆柱周围的冲刷机理,并比较和探讨了现有的研究方法和存在的冲深公式,分析影响坑深的各因素,为接下来的工作打好理论基础。 (2)冲刷坑深度是局部冲刷问题的关键。小直径周围的冲深公式研究已经很成熟,而大直径周围的冲深研究相对比较少,本文总结了不同直径范围内大直径圆柱周围的冲深公式,运用JAVA程序对它们进行可视化编程,使大直径圆柱周围冲深求解变得智能化。 (3)运用有限元软件ANSYS CFX对圆柱周围的流场进行了模拟,利用CFX的前处理模块ICEM CFD独特的采用映射技术的六面体网格划分功能,生成光滑的贴体网格。从模拟出来的流场分布可以清晰地看到圆柱周围速度的分布、压力的分布及漩涡的出现。并对ANSYS CFX提供的多相流算法进行了探讨,为后续的研究提出了前进的方向。 (4)考虑到局部冲刷对平台的危害很大,本文提到几种有效的平台冲刷防护的方法,这些方法也曾被运用到实际工程中,起到了良好的效果。