海啸是一种比较少见的自然现象,其发生的频率相对较低,但极具破坏性,并且波及范围广,一旦发生,往往会对海啸发生地的建筑和基础设施造成摧毁式的破坏。自21世纪以来,已经发生过两次灾难性的海啸,例如2004年的印度尼西亚苏门塔腊大海啸、2011年的日本东北大海啸。这两次海啸均给人类带来了巨大的生命和财产损失。虽然我国近年来还未发生过海啸,但从历史和国内学者对我国发生海啸的风险分析来看,在我国沿海一带存在发生海啸的风险。而在这些沿海地区,存在着许多十分重要的桥梁。国外学者对海啸发生地的调研结果显示,许多桥墩在海啸中被破坏。因此,有必要对桥墩海啸作用力进行更为深入地研究。虽然国外许多学者已经对不同截面形状的桥墩海啸力及其特征做了大量的研究,但对其产生机理和截面形式优化的研究甚少。并且在这些研究中,大多数都是针对单根孤立桥墩开展的,而对于双柱式桥墩之间相互影响的研究也非常匮乏。针对以上不足,本文通过数值模拟的方式对单根孤立桥墩的海啸力特征及其产生机理进行了研究,并对桥墩的截面形式进行了优化,还研究了双柱式桥墩之间的相对角度对其海啸力的影响。主要内容如下:(1)采用国外“标杆”实验对数值模型的网格尺寸、湍流模型以及参数设置的正确性进行了验证,确立了计算桥墩海啸力的数值计算方法,并优化了网格的划分方式。(2)结合流场及桥墩表面压力分布,对具有相同迎水面宽度和横截面面积的方形、圆形和菱形桥墩的海啸作用力特征及其产生机理进行了研究,并对桥墩的截面形式进行了优化,然后对优化后的桥墩减小海啸力的机理进行了研究。(3)研究了采用新的截面形式的双柱式桥墩之间的相对角度对其海啸力的影响。(4)根据海啸涌波在优化后的桥墩表面运动的特征,对其作了二次优化,并阐述了其减小海啸作用力的机理。(5)对采用二次优化后的截面形式的双柱式桥墩之间的相对角度对其海啸力的影响进行了对比分析。