海床演變、近岸人工島規(guī)劃布置以及沖刷防護(hù)均與細(xì)泥沙的輸移有著緊密的關(guān)系。這些問題可通過研究細(xì)泥沙在海岸水域的輸移過程和運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行分析。近年來,隨著河流入海泥沙的減少和海岸區(qū)域的開發(fā)建設(shè),海床經(jīng)歷著各種變化,原有的平衡受到破壞,侵蝕作用加強(qiáng),有必要對(duì)泥沙輸移后的海床變化和侵蝕區(qū)域構(gòu)筑物周圍沖刷防護(hù)進(jìn)行研究�，F(xiàn)有數(shù)值模型以結(jié)構(gòu)網(wǎng)格模型居多,但天然海岸邊界曲折復(fù)雜,非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格模型能很好地給出不規(guī)則岸線周圍物質(zhì)運(yùn)動(dòng)特征。實(shí)際海域中波流作用下的三維運(yùn)動(dòng)特征明顯,作為細(xì)泥沙輸移的動(dòng)力和載體,真實(shí)的近岸流動(dòng)對(duì)海床演變和平衡剖面的塑造起著重要影響。基于先前的非結(jié)構(gòu)環(huán)流模型未考慮波浪作用和現(xiàn)有輻射應(yīng)力公式的限制,針對(duì)存在粘性和非粘性成分泥沙的實(shí)際粉沙海床,建立了波流作用下非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的三維混合細(xì)泥沙數(shù)學(xué)模型并對(duì)此類海床泥沙輸移特征進(jìn)行了研究；針對(duì)海底構(gòu)筑物周圍床面泥沙輸移后的變化進(jìn)行了聯(lián)鎖排防護(hù)下的物理模型試驗(yàn)。具體研究內(nèi)容如下：(1)在建立的三維波流模型中,控制方程由改進(jìn)水面函數(shù)的波浪輻射應(yīng)力結(jié)合水滾效應(yīng)添加到原始方程組成,考慮了波流作用下的水體擴(kuò)散和底部非線性的切應(yīng)力。將建立的波流模型對(duì)近岸水體的三...

【文章頁數(shù)】：138 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
TABLE OF CONTENTS
圖目錄
表目錄
主要符號(hào)表
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外相關(guān)工作研究進(jìn)展
        1.2.1 近岸波流研究進(jìn)展
        1.2.2 細(xì)泥沙運(yùn)動(dòng)研究進(jìn)展
        1.2.3 泥沙輸運(yùn)模型研究進(jìn)展
        1.2.4 海床沖淤研究進(jìn)展
    1.3 本文的研究工作
2 近岸波流模型的建立
    2.1 原始控制方程
    2.2 近岸波流模型
        2.2.1 水體擴(kuò)散系數(shù)
        2.2.2 底部切應(yīng)力
        2.2.3 波浪輻射應(yīng)力
    2.3 波浪模型
        2.3.1 源項(xiàng)
        2.3.2 傳播速度
    2.4 邊界和初始條件
        2.4.1 自由水面和海底
        2.4.2 邊界條件
        2.4.3 初始條件
    2.5 方程離散
        2.5.1 非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的設(shè)計(jì)
        2.5.2 波流方程的離散
    2.6 波流模型驗(yàn)證
        2.6.1 平坦斜坡下的底流
        2.6.2 不規(guī)則斜坡下波生流
        2.6.3 人工島周圍波生流
    2.7 本章小結(jié)
3 細(xì)泥沙輸移的數(shù)學(xué)模型
    3.1 泥沙輸運(yùn)方程
        3.1.1 泥沙沉速
        3.1.2 泥沙擴(kuò)散系數(shù)
    3.2 海床變化
    3.3 泥沙通量
        3.3.1 粘性泥沙
        3.3.2 非粘性泥沙
    3.4 床面水沙交換
    3.5 邊界和初始條件
        3.5.1 自由水面和海底
        3.5.2 邊界條件
        3.5.3 初始條件
    3.6 方程離散
    3.7 模型應(yīng)用
        3.7.1 計(jì)算域概況
        3.7.2 模型驗(yàn)證
    3.8 計(jì)算結(jié)果及討論
        3.8.1 泥沙濃度
        3.8.2 泥沙侵蝕和沉降通量
        3.8.3 海床變化
    3.9 本章小結(jié)
4 海床變化的約減計(jì)算
    4.1 地形變化加速因子
    4.2 試驗(yàn)水槽應(yīng)用
    4.3 實(shí)際海床應(yīng)用
    4.4 計(jì)算結(jié)果及討論
        4.4.1 泥沙懸浮
        4.2.2 海床沖淤
    4.5 本章小結(jié)
5 粉沙海床沖刷防護(hù)的試驗(yàn)研究
    5.1 模型試驗(yàn)
        5.1.1 試驗(yàn)設(shè)備
        5.1.2 海床模型
        5.1.3 試驗(yàn)測(cè)量
        5.1.4 試驗(yàn)步驟
        5.1.5 試驗(yàn)條件
    5.2 試驗(yàn)結(jié)果分析
        5.2.1 粉沙海床下管道周圍沖刷
        5.2.2 聯(lián)鎖排塊體穩(wěn)定性
        5.2.3 不同水深下管道周圍海床變化
    5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間科研項(xiàng)目及科研成果
致謝
作者簡介



本文編號(hào)：3739068