本文關(guān)鍵詞：直立式防波堤迎浪面波壓力計算研究

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【摘要】：以Navier-Stokes方程為控制方程,使用VOF方法追蹤自由液面,由連續(xù)性方程和動量方程推導(dǎo)出源函數(shù)�；诜蔷�性波浪理論和UDF對FLUENT進(jìn)行二次開發(fā),在數(shù)值水槽的各個功能區(qū)將不同的源項添加到動量方程中,實現(xiàn)動量源造波和消波的功能。此法可以有效地消除波浪在水槽出流邊界的反射及波浪遇到結(jié)構(gòu)物后在入射邊界形成的二次反射,從而得到穩(wěn)定的波動場。本文將這種方法應(yīng)用于直墻防波堤上波浪壓力的數(shù)值模擬,分析了造波和消波的有效性,對直立式防波堤波浪力進(jìn)行了數(shù)值研究。為了得到更精確的結(jié)果,采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格相結(jié)合,在直墻防波堤附近使用三角形網(wǎng)格,在其他區(qū)域使用四邊形結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,為了較好地捕捉自由液面,在液面上下一個波高的范圍內(nèi)對網(wǎng)格進(jìn)行加密。將計算結(jié)果與二階stokes波理論解進(jìn)行對比,該方法計算結(jié)果與理論解一致,表明該方法能夠產(chǎn)生歷時較長的穩(wěn)定的非線性規(guī)則波浪,能夠很好地吸收波浪遇到建筑物產(chǎn)生的反射波,可以有效消除建筑物反射波的影響,為實際工程方案的設(shè)計提供參考,有較高的實用價值。通過計算得到極端高水位,設(shè)計高水位,設(shè)計低水位時候的各個測點的最大正向波壓力和最大負(fù)向波壓力,并將計算結(jié)果與物理模型試驗數(shù)據(jù)和經(jīng)驗公式結(jié)果進(jìn)行對比,結(jié)果吻合較好。并且由于該數(shù)值方法可以考慮防波堤迎浪面不同傾角的工況,其適應(yīng)范圍比經(jīng)驗公式范圍更廣,因此可以為海岸結(jié)構(gòu)設(shè)計提供依據(jù)。
【作者單位】： 中國海洋大學(xué)工程學(xué)院;海軍工程設(shè)計研究院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(51279186;51479183)資助~~
【分類號】：U656.2
【正文快照】： 引用格式:于龍基,董勝,段成林,等.直立式防波堤迎浪面波壓力計算研究[J].中國海洋大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2016,46(12):126-132.YU Long-Ji,DONG Sheng,DUAN Cheng-Lin,et al.Calculation of wave pressure on upright section of vertical breakwater[J].Periodical of Ocean U

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本文編號：1303178