工字板组合式透空防波堤水动力特性及受力研究

发布时间：2023-09-14 05:26

　　随着港口大型化和近岸海岸带的开放利用,工字板组合式透空防波堤具有造价低廉、水体交换良好、软弱地基适应性良好、施工方便高效等优异特征,对其进行研究具有重要意义。本文通过数值模拟软件Flow-3D,建立数值造波水槽研究规则波作用下工字板组合式透空防波堤附近的水动力特性以及进行防波堤受力研究。以防波堤开孔率A/Ao、工字板翼板相对间距j/L,相对水深d/L,波陡H/L,相对潜深h/d为影响因素,分别分析了工字板组合式透空防波堤在以上影响因素下的水动力特性。探讨波浪与防波堤结构相互作用时,水体速度、涡量、压力之间的相互关系,对消波过程进行了三维分析。对工字板组合式透空防波堤在不同淹没深度h、开孔率A/A。、波高H、波周期T下的波压力分布规律进行研究;分析防波堤结构受到的波浪总力在水平与垂直方向的历时特性;利用无量纲分析方法,分析相对波高H/d、相对波长L/B对防波堤结构在水平与垂直方向总力的影响。得到主要结论如下:波浪与防波堤相互作用时,工字板横隔板对水质点运动造成破坏,引起水体压力变化,产生压力差,压力差影响流速,使水体产生涡旋。压力、速度、涡旋三者之间存在关联,速度与涡量变化趋势具有一致性...

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外透空式防波堤研究现状
        1.2.1 国外透空式防波堤研究现状
        1.2.2 国内透空式防波堤研究现状
        1.2.3 国内外透空式防波堤数值模拟研究现状
    1.3 本文研究的主要内容
第二章 数值模型建立
    2.1 FLOW-3D软件简介
    2.2 模型建立控制方程
        2.2.1 波浪运动控制方程
        2.2.2 紊流模型控制方程
        2.2.3 控制方程的离散与求解
    2.3 模型建立与网格划分
        2.3.1 模型建立
        2.3.2 模型网格划分
    2.4 模型边界条件及初始条件设置
    2.5 数值模型验证
        2.5.1 数值水槽造波验证
        2.5.2 数值模型消波及受力验证
    2.6 数值模型试验工况
    2.7 本章小结
第三章 防波堤水动力特性分析
    3.1 消波性能评价指标
        3.1.1 透射系数与反射系数
        3.1.2 消波性能影响因素分析
    3.2 防波堤水动力特性分析
        3.2.1 开孔率A/A_o对水动力特性影响
        3.2.2 工字板翼板相对间距j/L对水动力特性影响
        3.2.3 相对潜深h/d对水动力特性影响
        3.2.4 相对水深d/L对水动力特性影响
        3.2.5 波陡H/L对水动力特性影响
    3.3 防波堤消波机理分析
        3.3.1 压力、速度、涡量相互关系
        3.3.2 消波过程三维分析
    3.4 本章小结
第四章 防波堤受力研究
    4.1 防波堤波压力研究
        4.1.1 防波堤波压力分布研究
    4.2 防波堤波浪总力研究
        4.2.1 防波堤结构总力数值结果
        4.2.2 防波堤结构总力历时特性
        4.2.3 防波堤结构总力影响因素分析
    4.3 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
附录A (攻读学位期间发表论文目录)
附录B (攻读学位期间从事科研项目目录)



本文编号：3846641