浮筒型防波堤水動力特性的數(shù)值模擬研究
發(fā)布時間：2021-06-17 06:40
本文對一種柔性多浮筒防波堤進行了數(shù)值模擬研究,采用基于三維繞射理論的AQWA軟件研究了該防波堤的水動力特性。根據(jù)二維浮堤模型試驗結(jié)果,驗證了二維數(shù)值模型準確性,并拓展至三維數(shù)值模型。初步探究了斜向浪作用下,柔性多浮筒防波堤的消浪性能、運動響應(yīng)特征及纜繩受力特性。綜合計算結(jié)果,得出以下主要結(jié)論:（1）柔性多浮筒防波堤消浪性能受相對波高H/D影響較小,但受波浪入射角度θ的影響效果十分顯著。不同波高及周期的規(guī)則波作用下,與二維浮堤模型的透射系數(shù)相比,當(dāng)波浪入射角度θ=15°時,波浪透射系數(shù)Kt提升約30%;波浪入射角度θ=30°時,波浪透射系數(shù)Kt提升60%左右。當(dāng)波浪入射角度θ>45°時,浮堤后方水域波浪情況極差,此時可視為浮堤消波無效。（2）柔性多浮筒防波堤六個方向的運動分量中,橫蕩運動量呈多頻率復(fù)合運動,浮堤迎浪側(cè)纜力及橫蕩運動頻譜圖中存在雙峰現(xiàn)象,但其余方向運動量均未見此特征。（3）柔性多浮筒防波堤的運動響應(yīng)受波浪入射角度θ影響較大。當(dāng)波浪入射角度θ從15°增加至60°時,橫蕩、垂蕩、及橫搖運動量隨θ減小至70%5
【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：84 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要工作
2 水動力計算理論
2.1 坐標系定義
2.2 波浪理論
2.2.1 線性波理論
2.2.2 Stokes二階波理論
2.2.3 海浪譜
2.2.4 控制方程及邊界條件
2.3 頻域分析理論
2.3.1 波面計算
2.3.2 水動力系數(shù)計算
2.4 時域非線性計算理論
2.4.1 懸鏈線理論
2.4.2 時域運動方程
2.4.3 結(jié)構(gòu)連接方法
2.5 本章小結(jié)
3 數(shù)值模型的建立與驗證
3.1 AQWA簡介
3.2 數(shù)值模型參數(shù)設(shè)計
3.2.1 柔性多浮筒防波堤參數(shù)
3.2.2 數(shù)值模型建立
3.3 模型驗證
3.3.1 消浪性能
3.3.2 運動響應(yīng)
3.3.3 纜繩受力
3.4 本章小結(jié)
4 規(guī)則波作用下三維浮堤的水動力特性
4.1 三維浮堤模型參數(shù)
4.2 消浪性能影響因素分析
4.3 水動力特性歷時分析
4.3.1 浮堤運動的基本現(xiàn)象
4.3.2 纜繩受力歷時分析
4.4 運動響應(yīng)影響因素分析
4.5 纜繩受力影響因素分析
4.6 本章小結(jié)
5 不規(guī)則波作用下三維浮堤的水動力特性
5.1 水動力特性歷時分析
5.1.1 運動響應(yīng)歷時分析
5.1.2 纜繩受力歷時分析
5.2 運動響應(yīng)影響因素分析
5.3 纜繩受力影響因素分析
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Numerical and Experimental Investigation of Interactions Between Free-Surface Waves and A Floating Breakwater with Cylindrical-Dual/Rectangular-Single Pontoon[J]. JI Chun-yan,YANG Ke,CHENG Yong,YUAN Zhi-ming. China Ocean Engineering. 2018(04)
[2]一種新型浮式防波堤的消浪特性研究[J]. 沈文君,曲健冰,李焱,高峰. 水道港口. 2016(03)
[3]■型浮箱式防波堤消浪特性試驗研究[J]. 李松喆,李焱,劉海源,鄭金海,高峰. 水道港口. 2016(02)
[4]斜向波浪作用下雙層水平板式防波堤消防浪性能試驗研究[J]. 顧倩,張寧川. 中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2016(02)
[5]“■”型浮箱式防波堤運動特性和錨鏈力試驗[J]. 李焱,肖輝,李松喆,高峰. 水道港口. 2015(06)
[6]雙浮箱-雙水平板式浮式防波堤試驗研究[J]. 楊彪,陳智杰,王國玉,王永學(xué). 水動力學(xué)研究與進展A輯. 2014(01)
[7]Experimental Study of A Pile-Restrained Floating Breakwater Constructed of Pontoon and Plates[J]. 王永學(xué),董華洋,劉沖. China Ocean Engineering. 2010(01)
[8]一種新型浮式防波堤的試驗研究[J]. 王環(huán)宇,孫昭晨. 港工技術(shù). 2009(04)
[9]Analysis of Responses of Floating Dual Pontoon Structure[J]. 翁文凱,周宗仁. China Ocean Engineering. 2007(01)
[10]板-網(wǎng)結(jié)構(gòu)浮式防波堤消浪性能的試驗研究[J]. 董國海,鄭艷娜,李玉成,關(guān)長濤,林德芳. 工程力學(xué). 2006(07)
碩士論文
[1]橡膠浮筒式防波堤的水動力性能研究[D]. 李令闖.大連理工大學(xué) 2017
[2]柔性多浮筒防波堤水動力特性試驗研究[D]. 田永進.大連理工大學(xué) 2016
[3]廢舊輪胎式浮防波堤模型試驗設(shè)計與性能研究[D]. 張余.大連理工大學(xué) 2009
本文編號：3234688
【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：84 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要工作
2 水動力計算理論
2.1 坐標系定義
2.2 波浪理論
2.2.1 線性波理論
2.2.2 Stokes二階波理論
2.2.3 海浪譜
2.2.4 控制方程及邊界條件
2.3 頻域分析理論
2.3.1 波面計算
2.3.2 水動力系數(shù)計算
2.4 時域非線性計算理論
2.4.1 懸鏈線理論
2.4.2 時域運動方程
2.4.3 結(jié)構(gòu)連接方法
2.5 本章小結(jié)
3 數(shù)值模型的建立與驗證
3.1 AQWA簡介
3.2 數(shù)值模型參數(shù)設(shè)計
3.2.1 柔性多浮筒防波堤參數(shù)
3.2.2 數(shù)值模型建立
3.3 模型驗證
3.3.1 消浪性能
3.3.2 運動響應(yīng)
3.3.3 纜繩受力
3.4 本章小結(jié)
4 規(guī)則波作用下三維浮堤的水動力特性
4.1 三維浮堤模型參數(shù)
4.2 消浪性能影響因素分析
4.3 水動力特性歷時分析
4.3.1 浮堤運動的基本現(xiàn)象
4.3.2 纜繩受力歷時分析
4.4 運動響應(yīng)影響因素分析
4.5 纜繩受力影響因素分析
4.6 本章小結(jié)
5 不規(guī)則波作用下三維浮堤的水動力特性
5.1 水動力特性歷時分析
5.1.1 運動響應(yīng)歷時分析
5.1.2 纜繩受力歷時分析
5.2 運動響應(yīng)影響因素分析
5.3 纜繩受力影響因素分析
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Numerical and Experimental Investigation of Interactions Between Free-Surface Waves and A Floating Breakwater with Cylindrical-Dual/Rectangular-Single Pontoon[J]. JI Chun-yan,YANG Ke,CHENG Yong,YUAN Zhi-ming. China Ocean Engineering. 2018(04)
[2]一種新型浮式防波堤的消浪特性研究[J]. 沈文君,曲健冰,李焱,高峰. 水道港口. 2016(03)
[3]■型浮箱式防波堤消浪特性試驗研究[J]. 李松喆,李焱,劉海源,鄭金海,高峰. 水道港口. 2016(02)
[4]斜向波浪作用下雙層水平板式防波堤消防浪性能試驗研究[J]. 顧倩,張寧川. 中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2016(02)
[5]“■”型浮箱式防波堤運動特性和錨鏈力試驗[J]. 李焱,肖輝,李松喆,高峰. 水道港口. 2015(06)
[6]雙浮箱-雙水平板式浮式防波堤試驗研究[J]. 楊彪,陳智杰,王國玉,王永學(xué). 水動力學(xué)研究與進展A輯. 2014(01)
[7]Experimental Study of A Pile-Restrained Floating Breakwater Constructed of Pontoon and Plates[J]. 王永學(xué),董華洋,劉沖. China Ocean Engineering. 2010(01)
[8]一種新型浮式防波堤的試驗研究[J]. 王環(huán)宇,孫昭晨. 港工技術(shù). 2009(04)
[9]Analysis of Responses of Floating Dual Pontoon Structure[J]. 翁文凱,周宗仁. China Ocean Engineering. 2007(01)
[10]板-網(wǎng)結(jié)構(gòu)浮式防波堤消浪性能的試驗研究[J]. 董國海,鄭艷娜,李玉成,關(guān)長濤,林德芳. 工程力學(xué). 2006(07)
碩士論文
[1]橡膠浮筒式防波堤的水動力性能研究[D]. 李令闖.大連理工大學(xué) 2017
[2]柔性多浮筒防波堤水動力特性試驗研究[D]. 田永進.大連理工大學(xué) 2016
[3]廢舊輪胎式浮防波堤模型試驗設(shè)計與性能研究[D]. 張余.大連理工大學(xué) 2009
本文編號：3234688
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/daoluqiaoliang/3234688.html
