公路风吹雪雪害仿真技术研究

论文题目: 公路风吹雪雪害仿真技术研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 交通信息工程及控制

作者: 张林林

导师: 李江

关键词: 风吹雪雪害,计算机仿真,堆积,吹蚀,交通灾害

文献来源: 吉林大学

发表年度: 2005

论文摘要: 我国受风吹雪影响的地区约占全国总面积的55.2%。据初步统计,仅华北、东北、西北和西南地区就有6891 公里的高速公路、66 万公里的等级公路受风吹雪雪害影响。随着国家西部大开发战略的实施及西部地区公路建设力度加大,受风吹雪雪害影响的公路里程必然增加,其危害也会进一步扩大。本论文针对公路风吹雪雪害问题,依托西部交通建设项目《公路雪害防治成套技术研究》的子项目《公路风吹雪雪害成因与预警研究》,对公路风吹雪雪害形成机理进行了研究,初步探索了风吹雪仿真理论和方法,确定了公路风吹雪仿真思路,并以计算流体力学软件FLUENT 为平台,在引入动网格技术和自主开发的风吹雪堆积、吹蚀算法等关键技术的基础上,初步实现了公路风吹雪雪害的仿真。同时,设计并构建公路风吹雪仿真系统结构框架及技术平台。本文的研究为风雪流地区的公路设计、防雪设施的选择、布置以及后续的风吹雪形成机理的研究提供了新思路、新方法。

论文目录:

第一章绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究综述

1.2.1 风吹雪机理研究现状

1.2.2 风吹雪防治研究现状

1.2.3 风吹雪仿真技术研究现状

1.3 研究内容

第二章风吹雪雪害对交通的影响及其防治技术

2.1 公路风吹雪雪害对交通的影响

2.1.1 视线障碍危害

2.1.2 积雪障碍危害

2.2 公路风吹雪雪害防治技术

2.2.1 防雪技术原理

2.2.2 常用防雪方法

第三章公路风吹雪形成机理研究

3.1 风雪流及其特性

3.1.1 风雪流基本性质

3.1.2 起动风速及影响因素

3.1.3 风速廓线分布规律

3.1.4 风雪流垂直分布规律

3.2 风雪流的输运理论

3.2.1 风雪流输运的动力学理论

3.2.2 均匀雪粒子的湍流扩散理论

3.2.3 非均匀雪粒子的湍流扩散理论

3.3 风雪流的吹蚀和堆积理论

3.3.1 基本理论及概念

3.3.2 堆积和吹蚀现象的影响因素

3.4 典型路段风吹雪雪害流场结构及积雪规律

3.4.1 背风半路堑流场结构和积雪规律

3.4.2 迎风半路堑流场结构和积雪规律

3.4.3 全路堑流场结构和积雪规律

3.4.4 路堤流场结构和积雪规律

第四章基于 CFD 公路风吹雪雪害仿真技术研究

4.1 一般流体仿真基本原理

4.1.1 仿真模拟基本过程

4.1.2 流体控制方程

4.1.3 公路风吹雪仿真的总体思路

4.2 公路风吹雪仿真原理

4.2.1 仿真的前提假设

4.2.2 仿真模型的选定

4.3 雪堆积和吹蚀现象的仿真

4.3.1 堆积和吹蚀现象的描述

4.3.2 基于Fluent的堆积和吹蚀现象的仿真技术及其实现

4.4 风雪流仿真难点问题及相应的解决措施

第五章风吹雪二维仿真系统设计及仿真实例

5.1 仿真系统结构和功能

5.1.1 仿真系统需求分析

5.1.2 仿真系统框架及功能

5.2 仿真系统的功能模块设计及开发

5.2.1 仿真系统的模块划分

5.2.2 仿真模块的开发

5.3 风吹雪二维仿真系统的设计界面

5.4 仿真实例

5.4.1 仿真结果及分析

5.4.2 仿真验证

第六章总结与展望

6.1 研究总结

6.2 研究展望

参考文献

摘要

ABSTRACT

致谢

导师及作者介绍

发布时间: 2005-08-26

参考文献

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[2].建立公路风吹雪数据库的研究[D]. 齐莹菲.东北林业大学2004
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[4].公路风吹雪雪害防治技术研究[D]. 高鹏飞.长安大学2009
[5].面向风吹雪雪害防治的公路路基与路侧设计研究[D]. 张霞.吉林大学2007
[6].公路风吹雪的成因机理分析[D]. 王显祎.东北林业大学2003
[7].新型吹雪车吹雪装置研究[D]. 刘端晓.中国民航大学2011
[8].隧道口及公路防风雪研究[D]. 张威伟.武汉理工大学2006
[9].冷吹除雪机气固两相流数值分析[D]. 刘腾云.吉林大学2012
[10].风雪地区公路选线及路基工程抗雪害技术研究[D]. 官正荣.西南交通大学2010

公路风吹雪雪害仿真技术研究

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