齒型構(gòu)件混合堤,是長(zhǎng)江南京以下深水航道一期工程太倉(cāng)^南通段中采用的新型構(gòu)件混合堤,其應(yīng)用和研究均處于初期階段,對(duì)于這種齒型構(gòu)件混合堤翻壩波浪力相關(guān)的理論或經(jīng)驗(yàn)公式還需進(jìn)一步驗(yàn)證,而且對(duì)于作用在齒型構(gòu)件上的壓強(qiáng)分布情況及構(gòu)件對(duì)波流流場(chǎng)的影響均沒(méi)有足夠清楚的認(rèn)識(shí)。因此為推廣該新型結(jié)構(gòu),必須深入研究該齒型構(gòu)件混合堤在波浪作用下的受力特性以及其對(duì)波浪流場(chǎng)的影響。本文基于流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算軟件Flow3D,建立了模擬波浪與齒形構(gòu)件相互作用的三維數(shù)值波浪水池,模型采用TruVOF法進(jìn)行自由表面追蹤,并使用斜坡孔隙結(jié)構(gòu)與出流邊界相結(jié)合進(jìn)行消波,經(jīng)驗(yàn)證模型具有較好的造波和消波效果,能很好地模擬三維波浪傳播。提取作用在齒型構(gòu)件上的波浪力,并與理論公式計(jì)算所得波浪力進(jìn)行對(duì)比,同時(shí),同時(shí)分析一個(gè)波浪力周期節(jié)點(diǎn)時(shí)刻翻壩波浪自由液面及流場(chǎng)的變化。結(jié)果表明,所建的三維數(shù)值波浪水池能準(zhǔn)確計(jì)算出作用在齒形構(gòu)件上的波浪力,并且能很好地模擬齒形構(gòu)件附近自由液面和流場(chǎng)的變化以及作用在齒形構(gòu)件表面的壓強(qiáng)分布變化。為了進(jìn)一步研究齒型構(gòu)件混合堤在波浪作用下的受力特性,采用控制單一變量法,分別對(duì)不同波高、不同波長(zhǎng)、... 

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齒型構(gòu)件混合堤

第 3 章 數(shù)值波浪水槽的建立及驗(yàn)證根據(jù)圖 3-1 和圖 3-2 中各尺寸，而且為了更好地研究齒型構(gòu)件的受力，取極端情況建模，即忽略邊坡拋石，只考慮堤心石作為堤身的基床。因?yàn)檎麄�(gè)堤身的長(zhǎng)度比齒型構(gòu)件的尺度大很多，考慮齒型構(gòu)件的典型受力及減少網(wǎng)格數(shù)量，降低運(yùn)算成本，假定堤身軸線為無(wú)限長(zhǎng)，取 1/2 齒型構(gòu)件寬度的堤身中間段作為研究對(duì)象，堤身模型如圖 3-3 所示。

第 3 章 數(shù)值波浪水槽的建立及驗(yàn)證也不能一味地降低斜坡坡度來(lái)獲得更好的消波效果，本文取推薦坡度值 1：3�？紫督Y(jié)構(gòu)后水域?qū)挾茸兓瘜?duì)反射系數(shù)影響不大，取 0.3 倍波長(zhǎng)。以波長(zhǎng) 20m，水深 7.5m 為例，構(gòu)建數(shù)值波浪水槽，其長(zhǎng)寬高分別為 160m×3.1m×9m, 設(shè)置一個(gè)斜坡坡度 m 為 1：3，高 h=12m，直線段長(zhǎng) S=20m 的斜坡式孔隙結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)后水域?qū)挾?B=6m，結(jié)構(gòu)形狀尺寸示意如圖 3-4 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
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