Current and wave induced flow around a submerged floating tube bridge

Dette prosjektet har undersøkt fysikken til strømning rundt rette og buede sylindre i tandem ved hjelp av direkte numeriske simuleringer (DNS), for overgangs- og turbulente strømningsregimer. Prosjektet ble igangsatt med bakgrunn av E39 fjordkryssingsprosjektet, hvor rørbru (SFTB) ble vurdert som et alternativ for å krysse de brede og dype fjordene på vestkysten av Norge. Ph.d.-avhandlingen har vært fokusert på grunnleggende fluidmekanikk med ingeniørprosjektbakgrunn. Studien har resultert i tidsskriftpublikasjoner av høy kvalitet som gir solid grunnlag for videre studier og prosjektering av rørbroer.

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.