防波堤用來抵御外海波浪對所掩護海域海工建筑物的侵蝕,對海工建筑物的安全至關(guān)重要。近年來,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,氣幕式防波堤機動性好、造價低、不受地質(zhì)條件和水深限制、施工簡便,不影響水流、泥沙的運動和海洋通航,因此,氣幕防波堤在水運、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力特性和消浪性能,非常有必要對氣幕式防波堤進行進一步的研究。本文采用計算流體動力學(xué)方法,求解氣幕式防波堤的水動力數(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,利用VOF方法追蹤氣液兩相流界面。并通過與理論分析結(jié)果以及物理模型試驗結(jié)果進行對比分析,驗證了本文提出的氣幕式防波堤的水動力數(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力特性及其消浪性能。利用計算流體動力學(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動特征,討論了靜水中氣泡帷幕周圍的流場特性以及氣幕式防波堤的消浪機理,進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...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：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 模型驗證
        3.2.1 靜水中氣泡帷幕數(shù)值模型驗證
        3.2.2 波浪中氣幕防波堤數(shù)值模型驗證
    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 潛堤相對掩埋深度的影響
        5.5.2 氣幕與潛堤相對位置的影響
    5.6 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



本文編號：3906994