桥梁冲刷水毁分析是指通过构建理论模型、数学模型以及数值模型等方法，将水文冲刷分析与结构行为分析相结合，实现桥梁水毁失效的准确推演，为桥梁抗水设计与安全评估提供理论依据、技术支撑与应用示范，助力解决复杂水文条件下待建桥梁抗水设计与在役桥梁水毁防控的技术难题，推进交通基础设施防灾减灾中桥梁抗水的科技进步。本书从计算理论、实施流程、软件平台、实桥案例应用等多方面阐述桥梁冲刷水毁分析技术。 本书适合高等院校土木工程类、交通运输类相关专业的本科生与研究生教学使用，以及从事桥梁设计、建造、运维相关科研、工程技术与管理人员参考使用。

第1章 绪论
1.1 引言
1.2 桥梁冲刷失效案例分析
1.3 桥梁冲刷仿真研究现状
1.4 桥梁水毁推演研究现状
1.5 本书主要内容
参考文献
第2章 桥梁冲刷水毁失效分析
2.1 桥梁冲刷原因分析
2.1.1 冲刷作用分类
2.1.2 桥梁局部冲刷机理
2.1.3 局部冲刷影响因素及其显著性分析
2.2 桥梁水毁原因分析
2.3 桥梁冲刷水毁失效模式
2.3.1 浅基础桥梁
2.3.2 桩基础桥梁
2.4 本章小结
参考文献
第3章 基于动态网格更新的桥梁冲刷仿真技术
3.1 动态网格技术简介
3.2 流场模型
3.2.1 网格划分
3.2.2 湍流模型
3.3 泥沙模型
3.3.1 起动模型
3.3.2 推移质输沙和悬移质输沙
3.3.3 沙滑模型
3.4 UDF函数与动态网格控制
3.4.1 UDF函数
3.4.2 UDF宏
3.4.3 动态网格UDF函数与更新方法
3.5 冲刷仿真分析案例
3.5.1 基于单相流的桥墩冲刷数值模型
3.5.2 基于多相流的桥墩冲刷数值模型
3.5.3 动床冲刷三维数值模拟分析
3.6 本章小结
参考文献
第4章 基于体积分数法的流场演变数值模型构建方法
4.1 VOF法基本原理
4.2 流场模型
4.2.1 直接数值模拟
4.2.2 雷诺平均模拟
4.2.3 大涡数值模拟
4.2.4 LES、DNS、RANS三种模拟模型计算量比较
4.3 泥沙模型
4.3.1 床面剪应力
4.3.2 临界希尔兹数
4.3.3 泥沙夹带和沉积
4.3.4 推移质运动
4.3.5 悬移质运动
4.4 Flow-3D分析软件中VOF法应用
4.4.1 Flow-3D中流场演变控制方程
4.4.2 Flow-3D中VOF方法计算思路
4.4.3 Flow-3D基于VOF方法对控制方程的离散和求解
4.5 基于Flow-3D软件的VOF法实例分析
4.5.1 模型试验概况
4.5.2 计算域及网格划分
4.5.3 模拟结果分析
4.6 本章小结
参考文献
第5章 基于显式积分法的桥梁失效过程仿真技术
5.1 显式积分法简介
5.1.1 非线性有限元法控制方程
5.1.2 显式中心差分法
5.1.3 显式分析方法优点
5.2 结构/构件非线性行为仿真
5.2.1 网格划分
5.2.2 单元类型
5.2.3 材料模型
5.2.4 边界条件
5.2.5 时间步长
5.3 结构/构件失效全过程仿真
5.3.1 失效判断准则
5.3.2 非线性大位移分析
5.3.3 非线性接触分析
5.3.4 结构失稳分析
5.3.5 连续倒塌分析
5.4 失效仿真分析案例
5.4.1 背景工程介绍
5.4.2 数值仿真模型
5.4.3 失效判定指标
5.4.4 计算结果与失效机理分析
5.5 本章小结
参考文献
第6章 基于计算交互的桥梁水毁多平台推演技术
6.1 多场计算数据交互方法
6.2 边界条件跨场更新方法
6.2.1 结构模型边界更新
6.2.2 流场模型边界更新
6.3 水毁推演多平台实现方法
6.3.1 基于单向计算交互的水毁多平台推演方法
6.3.2 考虑基础效应的双向计算交互水毁多平台推演方法
6.4 水毁推演分析案例
6.4.1 工程背景介绍
6.4.2 倒塌情况概述
6.4.3 失效诱因初步分析
6.4.4 模型计算验证
6.4.5 结果展示
6.5 本章小结
参考文献
第7章 基于SPH-DEM流固耦合的桥梁水毁推演技术
7.1 基本理论简介
7.1.1 SPH基本理论
7.1.2 DEM基本理论
7.2 基于SPH的桥梁冲刷仿真技术
7.2.1 基于多相流理论的水-沙构模
7.2.2 泥沙起动与泥沙转化
7.2.3 泥沙控制方程修正
7.3 基于SPH-DEM耦合的桥梁水毁推演技术
7.4 推演仿真分析案例
7.4.1 模型介绍
7.4.2 结果展示
7.5 本章小结
参考文献
第8章 总结与展望