發(fā)布時間：2020-12-23 23:28

　　防波堤對抵御波浪入侵破壞有很重要的作用。傳統(tǒng)防波堤雖然有良好的消浪效果,但存在施工技術復雜、施工周期長、造價高、未合理運用材料等一些問題,而新型板式防波堤可以很好的合理彌補上述問題。新型板式結構的防波堤具有造價成本低廉、結構簡易以及對海洋環(huán)境的損壞減小到最低等優(yōu)點,并且我們還可以根據(jù)所收集有關海域的波浪要素可將板式防波堤設置在深海、近海岸和港口等涉海地區(qū)用來防止波浪對水工建筑物、海岸線和停泊物等的侵蝕。所以新型板式結構的防波堤得到越來越多學者的關注、探究和創(chuàng)新。本文將依據(jù)單層平板結構的防波堤,應用有限體積方法探討研究單層弧板式（下弧板和上弧板）防波堤和單層水平板式防波堤在不同出水狀態(tài)下的消浪性能的差異,通過研究比較分析單層弧板（下弧板和上弧板）防波堤的消浪優(yōu)勢和適用范圍。論文應用Fluent軟件采用N-S動量方程編制UDF程序構建黏性波浪水槽。通過設定監(jiān)測點驗證數(shù)值結果與理論結果有良好的擬合效果,并且模擬的水平板與波浪相互作用的結果與前人結果變化趨勢大體一致,從而證明數(shù)值水槽的可行性。分析規(guī)則波對3種結構型式防波堤的相互作用,討論相對波高、相對板寬、相對潛深和波陡對其消浪性能的影響,以... 

【文章來源】：魯東大學山東省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．２空水槽部分網(wǎng)格示意圖??在計算中，壓力設置為一個標準大氣壓，工作的外部空氣密度為１．２２５ｋｇ／ｍ２，??

通過ＡＮＳＹＳ?Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ（Ｆｈｉｉｄ?Ｆｌｏｗ?Ｇｅｏｍｅｔｒｙ）建立二維數(shù)值平面水槽。本文??規(guī)定數(shù)模切面水槽的長為６０ｍ，高為２ｍ。水深為ｌｍ，上部空氣也為ｌｍ。水槽??示意圖如圖２．１所示。??ａｉｒ??２ｍ??％￣??—?Ｘ??ｗａｔｅｒ?１?ｍ??Ｖ??｜?土??＜?＞??６０ｍ??圖２．１數(shù)值水槽示意圖??因為運用不可壓縮黏性流體進行數(shù)值計算，所以選用有限體積法進行離散。??首先要將計算區(qū)域劃分為網(wǎng)格，然后將控制方程離散在網(wǎng)格上，為確保無重合網(wǎng)??格，本文二維數(shù)值水槽劃分的網(wǎng)格全部采用分塊結構網(wǎng)格，網(wǎng)格形狀為四邊形。??各種算例遵循網(wǎng)格劃分原則為．？在靜水面和防波堤模型附近進行網(wǎng)格加密。對于??空水槽在靜水面上下ｌ〇ｃｍ處進行加密，加密網(wǎng)格塊２尺寸為長ｘ＝６ｃｍ、寬ｙ＝２ｃｍ，??其余非加密區(qū)網(wǎng)格塊１、塊３尺寸為長ｘ＝６ｃｍ、寬ｙ＝４ｃｍ?（圖２．２）。此劃分網(wǎng)格??計算開銷適中，且滿足精度要求。??１?＇，＇钃??ｎｖｉ?１?－：．：：－；?：：＇；．：?■?■?？?■．?：ｖｒ：：：?：：：?：：?：＇?■?：；?；：?：?：Ｈ?：?：：?；＇?：?ｉ：；?：：?：！?；?－?；：?■?；ｌ?／?：?：?；?？?：；：?ＺＩ：：：：??．?．．?￣ｔ??圖２．２空水槽部分網(wǎng)格示意圖??在計算中，壓力設置為一個標準大氣壓，工作的外部空氣密度為１．２２５ｋｇ／ｍ２，??重力加速度為９．８１ｍ／ｓ２

＇?６０；?＾??圖２．３二維空水槽示意圖??壓力速度耦合方法采用ＰＩＳＯ算法，時間項采用二階隱式差分法，應用ＵＤＦ??設定相應的邊界條件：水槽左端設置為速度入口（ｉｎｌｅｔ），設定入口初始法向速??度為０；設定右端為壓力出口（ｏｕｔｌｅｔ），設置初始總壓力與靜壓力都為０，即可??表示為一個大氣壓；底部邊界默認為壁面。在整個計算區(qū)域中，水平面以下（ｌｍ??水深）的體積分數(shù)為１，水平面以上（空氣）體積分數(shù)為０。采集間隔為０．００１，??總時間步為５００００次，直至波浪場平穩(wěn)。??２．２．２歷時曲線的監(jiān)測及驗證??為得到自由表面某點波高的波動歷時曲線，首先需要驗證在空水槽中可以產(chǎn)??生穩(wěn)定的波浪場，在Ｆｌｕｅｎｔ軟件的Ｓｕｒｆａｃｅ選項中先定義監(jiān)測的位置，然后在??Ｓｏｌｖｅ—Ｍｏｎｉｔｏｒ—Ｓｕｒｆａｃｅ?中監(jiān)測并輸出。??選取波高／／＝〇．ｌｍ、水深盧ｌｍ和周期ｒ＝］．８ｓ的規(guī)則波浪來進行水槽造、消??波穩(wěn)定性的驗證。在距離造波位置處ｘ＝１０ｍ、２０ｍ、３０ｍ、４０ｍ、５７ｍ＃?５９．５ｍ處??設定監(jiān)測點（如圖２．４）。??

【參考文獻】：
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碩士論文
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[6]淺淹沒型雙層水平板防波堤水動力特性研究[D]. 林玉芳.大連理工大學 2012
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[9]天津港南防波堤工程建設研究[D]. 馬紅玲.天津大學 2010
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本文編號：2934532