江蘇省航道普查發(fā)現(xiàn),日益增強(qiáng)的船舶水動(dòng)力作用對(duì)內(nèi)河限制性航道的斷面形態(tài)影響顯著,而船行波是首要?jiǎng)恿σ蛩�。因�?要研究現(xiàn)代船舶水動(dòng)力作用下內(nèi)河限制性航道斷面形態(tài)響應(yīng)機(jī)理,首先需對(duì)內(nèi)河限制性航道中船行波問(wèn)題進(jìn)行研究。本文采用試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬研究的方法對(duì)內(nèi)河限制性航道中的船行波問(wèn)題進(jìn)行研究。依托錫澄運(yùn)河三級(jí)航道整治工程,在錫澄運(yùn)河江陰南段建立了約500m長(zhǎng)的船行波原型觀測(cè)試驗(yàn)段,得到了300噸級(jí)和400噸級(jí)貨船以不同的船速和離岸距離通過(guò)時(shí)水位波動(dòng)歷時(shí)曲線,共27組。利用試驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)船行波最大波高計(jì)算公式(Blaauw公式)進(jìn)行了修正,并分析了離岸距離和深度弗汝德數(shù)與船行波最大波高之間的關(guān)系。船行波數(shù)學(xué)模型則是利用“移動(dòng)壓強(qiáng)法”基于Delft3D-FLOW模型來(lái)實(shí)現(xiàn),該模型控制方程為二維垂向平均Navier-Stokes方程,用移動(dòng)的擾動(dòng)壓強(qiáng)場(chǎng)代替運(yùn)動(dòng)的船舶,實(shí)現(xiàn)了對(duì)內(nèi)河限制性航道中運(yùn)動(dòng)船舶的模擬。利用船行波原型觀測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)該數(shù)學(xué)模型的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,兩者比較接近,這證明了利用Delft3D-FLOW模型對(duì)內(nèi)河限制性航道中船行波進(jìn)行數(shù)值模擬的可行性�；谝羊�(yàn)證的數(shù)學(xué)模型,分別分析了船速、...

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 船行波理論研究
        1.2.2 船行波試驗(yàn)研究
        1.2.3 船行波數(shù)值模擬
    1.3 研究?jī)?nèi)容及路線
第二章 船行波理論
    2.1 船行波波態(tài)
    2.2 船行波預(yù)測(cè)模型
    2.3 船行波數(shù)值模擬
        2.3.1 波浪數(shù)學(xué)模型
        2.3.2 長(zhǎng)波方程
        2.3.3 長(zhǎng)波方程的色散關(guān)系
        2.3.4 納維-斯托克斯方程的簡(jiǎn)化
        2.3.5 模型中的能量耗散
    2.4 本章小結(jié)
第三章 內(nèi)河限制性航道船行波原型觀測(cè)試驗(yàn)
    3.1 內(nèi)河限制性航道特點(diǎn)
    3.2 試驗(yàn)思路
    3.3 試驗(yàn)航段
    3.4 試驗(yàn)條件
        3.4.1 試驗(yàn)水位
        3.4.2 試驗(yàn)儀器布置
        3.4.3 觀測(cè)船型
    3.5 測(cè)量方法與測(cè)量結(jié)果
        3.5.1 測(cè)量方法
        3.5.2 測(cè)量結(jié)果
    3.6 測(cè)量結(jié)果分析
        3.6.1 船行波最大波高計(jì)算公式
        3.6.2 離岸距離與船行波最大波高關(guān)系
        3.6.3 深度弗汝德數(shù)與船行波最大波高關(guān)系
    3.7 本章小結(jié)
第四章 基于Delft3D的船行波數(shù)值模擬方法
    4.1 Delft3D模型介紹
        4.1.1 Delft3D-FLOW簡(jiǎn)介
        4.1.2 Delft3D-RGFGRID簡(jiǎn)介
        4.1.3 Delft3D-QUICHKIN簡(jiǎn)介
    4.2 Delft3D-FLOW中“移動(dòng)壓強(qiáng)法”的實(shí)現(xiàn)
        4.2.1 控制方程
        4.2.2 邊界條件
        4.2.3 船舶的表示
        4.2.4 時(shí)間步長(zhǎng)
    4.3 有限差分計(jì)算過(guò)程
    4.4 本章小結(jié)
第五章 基于Delft3D-FLOW船行波模型建立
    5.1 研究區(qū)域
        5.1.1 氣象條件
        5.1.2 水文條件
    5.2 模型網(wǎng)格劃分與參數(shù)設(shè)置
        5.2.1 網(wǎng)格劃分
        5.2.2 計(jì)算區(qū)域水深
        5.2.3 模型參數(shù)設(shè)置
    5.3 模型驗(yàn)證
        5.3.1 組次A4驗(yàn)證
        5.3.2 組次B13驗(yàn)證
    5.4 計(jì)算分析
        5.4.1 船速
        5.4.2 離岸距離
        5.4.3 船舶吃水
        5.4.4 深度弗汝德數(shù)與船舶阻力系數(shù)
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3752592