海洋蘊含著無窮無盡的能量,時而洶涌磅礴,時而溫潤寧靜,不斷引發(fā)人類的敬畏和探索。一方面,新型防波堤不斷被提出以防范海水侵蝕和波浪沖擊;另一方面,陸地化石能源日益枯竭,迫使人們將目光轉(zhuǎn)向環(huán)�？稍偕男履茉�,如海上風能、波浪能等。但在復雜海況中,建筑物的建造和維修成本很高,難以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。因此,擴展系統(tǒng)功能以提高海洋建筑物的經(jīng)濟性極具科研和實踐意義。本文以一般防波堤結(jié)構(gòu)的波浪衍射及輻射問題入手,探索結(jié)合防波堤結(jié)構(gòu)的嵌套式OWC（Oscillating Water Column）裝置結(jié)構(gòu)形式,以期在消波防浪的同時拓寬波能轉(zhuǎn)換高效頻率帶�；趧萘骼碚�,采用匹配特征函數(shù)法對線性波與結(jié)構(gòu)物相互作用的問題進行理論求解。忽略海底地形的影響,建立二維歐拉坐標系,對流場進行分區(qū)求解。針對結(jié)構(gòu)物尖角附近流體運動速度的奇異性分布,引入特定正交多項式將區(qū)域間公共界面上的速度分布函數(shù)近似展開。本文求解過程從較為簡單的波浪衍射問題開始,逐步引入由振蕩結(jié)構(gòu)物及自由液面上振蕩氣壓引起的輻射問題,最終完成新型OWC裝置求解模型的搭建。首先,對線性波與T型透空式防波堤的相互作用問題進行求解,綜合分析結(jié)構(gòu)物各幾何參數(shù)對其消波... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２波浪與浮式結(jié)構(gòu)物相互作用的問題分解??

Ｓｈｉｇｅｔａ１５７１等采用實驗的方式研究浮式防波堤通過擺裝置獲取波浪能的水動力特??性。相關實驗與數(shù)模研究很多，此處不再贅述１５８４Ｑ］。近年的相關理論研究也較為豐富，如??圖１．３所示，Ｚｈａｏｌ６１—等釆用基于勢流理論的特征函數(shù)展開法研究結(jié)合浮式方箱的振蕩浮??標波能轉(zhuǎn)換裝置，結(jié)果表明裝置的消波性能與固定方箱相當，同時可通過調(diào)整ＰＴＣＫｐｏｗｅｒ??ｔａｋｅ?ｏｆｆ）阻尼使裝置的波能轉(zhuǎn)換效率維持在較高水平；隨后，還將振蕩浮標波能轉(zhuǎn)換裝置??安裝在水面固定方箱上，利用浮標在入、反射波共同作用下的垂蕩運動將波能轉(zhuǎn)換為機械??能。Ｎｉｎｇｉｍ等同樣利用浮式結(jié)構(gòu)的垂蕩運動進行波能轉(zhuǎn)換，并分別對單浮筒及雙浮筒系??統(tǒng)進行分析，發(fā)現(xiàn)減小前側(cè)浮筒吃水深度可有效拓寬系統(tǒng)波能轉(zhuǎn)換的高效頻率帶。??＾?ＰＴＯ?ｄｕｍｐｉｎｇ??ｉｎｃｉｄｅｎ＾?ｗａｖｅｓ?＾?雲(yún)?１?ｎｍＩＳ？ｉｔｔｅｄ＾ｗｕＴＯＳ?廣，??Ａ，?Ｉ?＾?：?：?Ｌ?Ｊ??°３?！?ｉ

圖２．１?Ｔ型透空式防波提示意圖??２．１控制方程和邊界條件??如圖２．１所示，Ｔ型透空式防波堤安裝在有哏水深中，上部為矩形方箱，下部為可忽??略厚度的垂向薄板。箱體結(jié)構(gòu)的水平寬度記為ａ?＋６，吃水深度記為ｄ；垂向薄板的長度??記為ｃ，那么整個防波堤的吃水深度Ｈ＝ｃ＋ｄ。記靜水深為／ｉ，以垂向薄板與靜水面的??交點為原點建立直角坐標系，波浪沿ｒｅ軸正向傳播。根據(jù)邊界條件的差異，可將整個流域??分割為４個區(qū)域（仏，％，％，％；）。??記入射波的頻率為〇；，對速度勢￥可分離出時間變量ｈ??￥（ａ；，?ｚ，?ｔ）?＝?Ｒｅ［０（ａ；，?ｚ）ｅ￣ｌｂＪｔ｝．?（２．１）??其中，ｉ?＝?ｘ／＾Ｉ�；跓o旋無粘的理想流體假定，速度勢０（０：，?２）在整個流場中應滿??足拉普拉斯方程：??ｄ２ｃｐ（ｘ

【參考文獻】：
期刊論文
[1]T型透空式防波堤消波性能的理論分析[J]. 王國玉,黃璐,任冰,王永學.  水利水電科技進展. 2014(02)
[2]Wind energy and wave energy resources assessment in the East China Sea and South China Sea[J]. ZHENG ChongWei1,2,ZHUANG Hui1,LI Xin3 & LI XunQiang1 1 Institute of Meteorology in Science and Technology University of PLA,Nanjing 211101,China;2 Unit 12 No.92538 of PLA,Dalian 116041,China;3 Unit No.92962 of PLA,Guangzhou 510320,China.  Science China（Technological Sciences）. 2012(01)
[3]海上風電技術的發(fā)展與現(xiàn)狀[J]. 姚興佳,隋紅霞,劉穎明,王曉東.  上海電力. 2007(02)
[4]Wave Defending Effects of V-Type Bottom-Mounted Breakwaters[J]. 繆國平,程建生,尤云祥,王景全.  China Ocean Engineering. 2005(02)
[5]斜坡式和直墻式防波堤技術的新進展[J]. 俞聿修.  港工技術. 2000(04)
[6]金山車客渡碼頭增設擋浪結(jié)構(gòu)簡介[J]. 徐紅.  水運工程. 2000(S1)
[7]透空式防波堤在大窯灣工程中的應用[J]. 王巨輪,朱承.  水運工程. 2000(06)
[8]炮臺灣船舶基地固定透空式防波堤施工[J]. 曹根祥,蔡�？�.  水運工程. 1995(12)

碩士論文
[1]T型透空式防波堤消波性能分析[D]. 黃璐.大連理工大學 2013



本文編號：3445465