防波堤用來(lái)抵御外海波浪對(duì)所掩護(hù)海域海工建筑物的侵蝕,對(duì)海工建筑物的安全至關(guān)重要。近年來(lái),氣幕式防波堤作為一種特殊型式的防波堤受到大量關(guān)注,與傳統(tǒng)防波堤相比,氣幕式防波堤機(jī)動(dòng)性好、造價(jià)低、不受地質(zhì)條件和水深限制、施工簡(jiǎn)便,不影響水流、泥沙的運(yùn)動(dòng)和海洋通航,因此,氣幕防波堤在水運(yùn)、軍事應(yīng)用、水產(chǎn)養(yǎng)殖等方面都有良好的應(yīng)用前景。為了更為全面地了解氣幕式防波堤的水動(dòng)力特性和消浪性能,非常有必要對(duì)氣幕式防波堤進(jìn)行進(jìn)一步的研究。本文采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)方法,求解氣幕式防波堤的水動(dòng)力數(shù)值模型。采用不可壓縮雷諾平均N-S方程,結(jié)合k-ωSST湍流模型分析氣幕式防波堤周圍的流場(chǎng),利用VOF方法追蹤氣液兩相流界面。并通過(guò)與理論分析結(jié)果以及物理模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證了本文提出的氣幕式防波堤的水動(dòng)力數(shù)值模型。本文結(jié)構(gòu)安排如下:首先,分析了單排式氣幕防波堤的水動(dòng)力特性及其消浪性能。利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)方法建立氣幕式防波堤的數(shù)值模型,分析了靜水中氣泡帷幕的運(yùn)動(dòng)特征,討論了靜水中氣泡帷幕周圍的流場(chǎng)特性以及氣幕式防波堤的消浪機(jī)理,進(jìn)而分析了影響單排式氣幕防波堤消浪性能的因素,諸如入射波浪周期、波高以及供氣量。結(jié)果表...

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 氣幕防波堤的發(fā)展與研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究工作
2 數(shù)值模型
    2.1 控制方程
    2.2 湍流模型
    2.3 控制方程數(shù)值離散與求解
    2.4 兩相流液面追蹤及造波
    2.5 模型建立
    2.6 本章小結(jié)
3 單排式氣幕防波堤消浪特性研究
    3.1 單排式氣幕防波堤結(jié)構(gòu)型式
    3.2 模型驗(yàn)證
        3.2.1 靜水中氣泡帷幕數(shù)值模型驗(yàn)證
        3.2.2 波浪中氣幕防波堤數(shù)值模型驗(yàn)證
    3.3 模擬組次
    3.4 單排式氣幕防波堤消浪性能影響因素分析
        3.4.1 堤后波形與波譜分析
        3.4.2 波高的影響
        3.4.3 周期的影響
        3.4.4 供氣量的影響
    3.5 本章小結(jié)
4 多排式氣幕防波堤消浪特性研究
    4.1 多排式氣幕防波堤結(jié)構(gòu)型式
    4.2 模擬組次
    4.3 靜水中多排式氣幕防波堤流場(chǎng)分析
    4.4 多排式氣幕防波堤消浪性能影響因素分析
        4.4.1 堤后波形及波譜分析
        4.4.2 氣幕間距的影響
        4.4.3 氣幕排數(shù)的影響
        4.4.4 周期的影響
    4.5 本章小結(jié)
5 組合式防波堤消浪性能研究
    5.1 組合式防波堤結(jié)構(gòu)型式及網(wǎng)格劃分
    5.2 模型驗(yàn)證
    5.3 模擬組次
    5.4 堤后波形及頻譜分析
        5.4.1 純潛堤堤后波形及頻譜分析
        5.4.2 組合式防波堤堤后波形及頻譜分析
    5.5 組合式防波堤消浪性能影響因素分析
        5.5.1 潛堤相對(duì)掩埋深度的影響
        5.5.2 氣幕與潛堤相對(duì)位置的影響
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號(hào)：3906994