本文關(guān)鍵詞：波浪作用下珊瑚砂起動(dòng)特性研究及數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：珊瑚砂是海洋中的珊瑚礁經(jīng)各種海洋動(dòng)力作用碎裂、細(xì)化而形成的砂體,由于其搬運(yùn)距離有限,一般分布在珊瑚礁島周圍。在各國(guó)海洋競(jìng)十分激烈的今天,珊瑚礁島及其附近自然資源的重要性不言而喻。珊瑚礁島海岸砂體多為珊瑚砂,研究珊瑚砂的運(yùn)動(dòng)特性對(duì)防止珊瑚礁島受海洋侵蝕和推演珊瑚礁島演變過(guò)程具有關(guān)鍵意義。目前的泥沙運(yùn)動(dòng)理論發(fā)展已十分成熟,珊瑚砂的各種獨(dú)特性質(zhì)使得當(dāng)下的石英砂運(yùn)動(dòng)研究成果是否適用于珊瑚砂還尚未可知。本文采集南海某珊瑚礁島的原型珊瑚砂,通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析,珊瑚砂在形態(tài)、密度、孔隙率、休止角等方面體現(xiàn)出與天然石英砂有諸多差異。在此基礎(chǔ)上于波浪水槽中進(jìn)行了物理模型試驗(yàn),采用三種不同中值粒徑的級(jí)配珊瑚砂進(jìn)行波浪作用下的起動(dòng)試驗(yàn),并應(yīng)用泥沙運(yùn)動(dòng)理論分析珊瑚砂起動(dòng)時(shí)的受力,給出了適合計(jì)算珊瑚砂起動(dòng)波高的經(jīng)驗(yàn)公式。此外,基于線性微幅波理論,分析珊瑚砂起動(dòng)切應(yīng)力時(shí)發(fā)現(xiàn)細(xì)粒徑的珊瑚砂與經(jīng)典希爾茲曲線吻合較好,粗粒徑珊瑚砂則相對(duì)更難起動(dòng),本文最后引入珊瑚砂的形狀系數(shù)擬合了描述珊瑚砂起動(dòng)的希爾茲曲線。在數(shù)值模擬中,借助FLOW-3D軟件建立數(shù)值水槽,利用VOF自由面追蹤法分析數(shù)值水槽中波形的傳播和流場(chǎng)的特性,并求解給定波浪條件下的槽面切應(yīng)力,與物理模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證,吻合良好。
【關(guān)鍵詞】：珊瑚砂 波浪 起動(dòng)波高 FLOW-3D
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)沙理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TV139.2;TV142.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-30
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 泥沙起動(dòng)11-28
• 1.2.1 泥沙起動(dòng)的判別標(biāo)準(zhǔn)11-14
• 1.2.2 水流作用下泥沙起動(dòng)14-16
• 1.2.3 波浪作用下的泥沙起動(dòng)16-28
• 1.3 珊瑚砂的研究進(jìn)展28-29
• 1.4 本文進(jìn)行的研究29-30
• 第二章 珊瑚砂的基本性質(zhì)30-33
• 第三章 波浪作用下珊瑚砂的起動(dòng)特性33-52
• 3.1 試驗(yàn)場(chǎng)地33-34
• 3.2 物理模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)34-35
• 3.3 試驗(yàn)儀器35-37
• 3.4 試驗(yàn)方案37-42
• 3.4.1 試驗(yàn)組次37-41
• 3.4.2 珊瑚砂起動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)判別41
• 3.4.3 試驗(yàn)方法及步驟41-42
• 3.5 珊瑚砂起動(dòng)特性分析42-51
• 3.5.1 試驗(yàn)現(xiàn)象描述42
• 3.5.2 珊瑚砂起動(dòng)波高分析42-48
• 3.5.3 珊瑚砂起動(dòng)Shields參數(shù)分析48-51
• 3.6 小結(jié)51-52
• 第四章 物理模型數(shù)值模擬及底部切應(yīng)力分析52-63
• 4.1 FLOW-3D數(shù)學(xué)模型介紹52-54
• 4.1.1 波浪運(yùn)動(dòng)的控制方程52-53
• 4.1.2 紊流模型簡(jiǎn)介53-54
• 4.2 自由表面的VOF追蹤法54-56
• 4.3 控制方程的離散56-58
• 4.4 計(jì)算網(wǎng)格的劃分58-59
• 4.5 數(shù)值模型的建立59-61
• 4.5.1 模型尺寸59-60
• 4.5.2 網(wǎng)格劃分60
• 4.5.3 邊界條件60
• 4.5.4 初始條件60-61
• 4.6 計(jì)算結(jié)果分析61-63
• 第五章 結(jié)論與展望63-65
• 5.1 主要結(jié)論63
• 5.2 展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 致謝68-69
• 附錄A（攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文）69-70
• 附錄B（攻讀學(xué)位期間參加科研項(xiàng)目）70

【相似文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：波浪作用下珊瑚砂起動(dòng)特性研究及數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：287447