本文首先對(duì)波浪三維數(shù)值模擬和浮標(biāo)的水動(dòng)力特性研究進(jìn)展進(jìn)行了較為全面的概述,特別對(duì)數(shù)學(xué)模型基本理論進(jìn)行詳細(xì)的敘述。并根據(jù)Goda的兩點(diǎn)法分離反射波和入射波,編寫相應(yīng)的Fortan程序計(jì)算反射系數(shù)Kr。建立多組數(shù)學(xué)模型試驗(yàn)研究波高水深比（H/h）和反射系數(shù)之間的關(guān)系,得出H/h和反射系數(shù)之間的最優(yōu)關(guān)系。在數(shù)學(xué)模型理論的基礎(chǔ)上建立波浪數(shù)值水池對(duì)波浪和發(fā)電浮標(biāo)進(jìn)行數(shù)值模擬,并對(duì)所建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)證,得出所建立數(shù)學(xué)模型可以應(yīng)用于各種波浪情況下的數(shù)值模擬以及玻璃鋼浮標(biāo)水動(dòng)力特性的數(shù)值研究。其次,基于三維波浪數(shù)值水池模擬波浪在非對(duì)稱臺(tái)階地形上的傳播,通過(guò)多組次模擬計(jì)算,結(jié)果表明臺(tái)階地形上墩柱繞流屬于復(fù)雜的三維流態(tài),墩柱迎水面沒(méi)有明顯的渦動(dòng)結(jié)構(gòu),高渦量呈對(duì)稱狀聚集在墩柱的背水面,少許聚集在迎水面,墩柱的背水面形成了一對(duì)渦對(duì)旋轉(zhuǎn)方向相反的渦結(jié)構(gòu)。比較發(fā)現(xiàn)KC值與周期有關(guān),但在周期相同波高不同的波況下,KC值相差不大,說(shuō)明KC值與波高變化關(guān)系不明顯。墩柱正面水體表面的水平方向流速變化較大,側(cè)面水平流速變化最為劇烈,背面在墩柱的掩護(hù)作用下,水平方向流速變化不大。在墩柱的正面和側(cè)面豎向環(huán)流明顯,背面無(wú)明顯... 

【文章來(lái)源】：長(zhǎng)沙理工大學(xué)湖南省

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

浮標(biāo)

0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.350.000.050.10反射數(shù)K系H/h圖 3.1 波高水深比（H/h）與反射系數(shù)之間的關(guān)系 波浪數(shù)值水池的建立和驗(yàn)證.1 波浪數(shù)值水池波浪數(shù)值水池模型的參數(shù)為：30m×15m×2m，水槽水深為 1.0m。造波在水槽左側(cè),水槽兩側(cè)及頂面設(shè)為對(duì)稱邊界，底面設(shè)為固壁邊界，右邊界流邊界加斜坡孔隙結(jié)構(gòu)。斜坡孔隙結(jié)構(gòu)中孔隙率為 0.8，粒徑為 0.1m，1:3，孔隙結(jié)構(gòu)后面水域?qū)挾葹?1.0m。網(wǎng)格劃分為 300×100×40，總網(wǎng)格 萬(wàn)個(gè)（如圖 3.2 所示）。波浪的計(jì)算參數(shù) H=0.20m、T=2.0s、L= 5.21m、c=2.61時(shí)間為 30s。

三種波況計(jì)算結(jié)果如圖 3.10 所示，對(duì)比圖 3.7 和圖 3.10 可以看出波=0.062m 時(shí)，實(shí)驗(yàn)的浮標(biāo)最大振幅為 5.2cm，最小振幅為 4.6cm，數(shù)值計(jì)振幅最大值為 5.3cm，最小值為 4.7cm。 H =0.102m 時(shí)，實(shí)驗(yàn)的浮標(biāo)最 7.9cm，最小振幅為 7.4cm，數(shù)值計(jì)算的浮標(biāo)振幅最大值為 7.5cm，最小cm。 H =0.122m 時(shí)，實(shí)驗(yàn)的浮標(biāo)最大振幅為 9.6cm，最小振幅為 8.6cm，的浮標(biāo)振幅最大值為 9.0cm，最小值為 8.0cm（如表 3.1 所示）。在相同數(shù)條件下，實(shí)驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算中的浮標(biāo)波形和振幅基本相同，在 10s 內(nèi)實(shí)數(shù)值計(jì)算都有 8 個(gè)相同的波數(shù)，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ突疽恢隆?


本文編號(hào)：3489912