Current and wave induced flow around a submerged floating tube bridge

This project has investigated the physics of flow around straight and curved cylinders in tandem by means of direct numerical simulations (DNS), for transitional and turbulent flow regimes. The project was initiated with the background of E39 fjordcrossing projects, where the submerged floating bridge was considered as an altertive to cross the wide and deep fjords in the west coast of Norway. The phd thesis has been focused on the basic fluid mechanics with engineering project background. The study has resulted in high quality journal publications which provide solid basis for further study and engineering of the submerged floating tube bridge.

Grunnleggende studie som kan brukes i ulike relevante prosjekter av Statens vegvesen: hydrodynamikk eller aerodynamikk relaterte emner.

I det foreslåtte doktorgradsarbeidet vil strømningen rundt en rørbro som følge av strøm og bølger bli undersøkt numerisk, ved hjelp av metoder i Computational Fluid Dynamics (CFD). Rørbroen er en storvolum konstruksjon, men på grunn av forholdet mellom lengde og diameter er den allikevel slank og fleksibel. Slanke sylindriske konstruksjoner utsatt for strøm i vann eller luft er sårbare for virvelinduserte vibrasjoner (VIV). VIV kan føre til utmatting og i verste fall konstruksjonskollaps. På tross av at virvelavløsning har vært forsket på i over hundre år, med store fremskritt, er man fortsatt et stykke fra å forstå fenomenet fullt ut. Særlig komplisert blir det når man må ta hensyn til interaksjon mellom virvelsystemene til to eller flere sylindre, eller konstruksjonsdeler med krumning. På bakgrunn av dette er det viktig å gjøre et inngående studium av rørbroer før man kommer til det punktet at det blir aktuelt å bygge verdens første. Arbeidet vil ta utgangspunkt i geometrien til rørbro for kryssing av Bjørnafjorden. I første omgang vil kun strøm bli vurdert, og siden vil modellen utvides for å i tillegg ta hensyn til strømning som blir indusert av bølger. Arbeidet vil ta for seg strømning rundt krumme rør og siden doble krumme rør, som er et helt uutforsket tema. I tillegg kommer variasjoner i strømningsforhold, variasjoner i grensebetingelser, herunder interaksjon med fri overflate, havbunn eller fjellsider. Oscillerende strøm og tidevannsvariasjoner er også høyst relevant for rørbro.