Back to search

OFFPHD-Offentlig sektor-ph.d.

Current and wave induced flow around a submerged floating tube bridge

Awarded: NOK 1.8 mill.

In the Ferry Free E39 project, submerged floating tube bridge (SFTB) concepts are under consideration for several of the crossings. An SFTB is a fully submerged, floating construction that can replace traditional brigades or immersed tunnels at challenging sites. SFTB's of various designs have been proposed for various crossings around the world, but so far none have been built. Should such a project be realized in the future it is of vital importance to further develop the understanding of the physical processes involved. When cylindrical constructions are submerged in a water flow, this lead to shedding of vortices downstream. You may have seen them looking at a bridge pillar standing in a strong current! These vortices cause oscillating forces that can lead to periodic motion of the entire structure, if the frequency is right. The vortex shedding frequency depends on the cross section geometry of the construction: a circular section behaves differently than f.ex an oval section. Most of the SFTB concepts proposed in the Ferry Free E39 project are twin-tubes with one tunnel for each direction. Two cylinders beside each other, gives completely different flow features than for a single cylinder, and there is little research into what happens when these cylinders are very large. The distance between the cylinders play an important role, as does proximity to the water surface or f.ex the seabed. These issues are what we are trying to shed some light on during the current PhD work.

-

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.

Publications from Cristin

No publications found

No publications found

No publications found

No publications found

Funding scheme:

OFFPHD-Offentlig sektor-ph.d.

Funding Sources