隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展,近岸海洋環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重,底泥由于其在海水水質(zhì)污染的重要作用越來(lái)越受到重視。底泥運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性給水質(zhì)控制和預(yù)報(bào)帶來(lái)了極大的困難,隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展,以水動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)的數(shù)值模擬為底泥的運(yùn)動(dòng)研究提供了條件。 首先采用推板式造波機(jī)造波,末端設(shè)置人工衰減層消波,VOF法追蹤界面,控制方程采用連續(xù)性方程和N-S方程,并用有限體積法離散的方法,建立了數(shù)值波浪水槽。首先對(duì)數(shù)值波浪水槽在純波狀況下做了驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)結(jié)果與理論值符合很好,證實(shí)數(shù)值波浪水槽能造出穩(wěn)定的水波,消波段起到了良好的吸收效果。 假定底泥為牛頓流體,模擬了不同含水率的泥水表面波動(dòng),結(jié)果說(shuō)明底泥含水率對(duì)海洋波浪特性影響較小;進(jìn)一步研究了振幅及水深對(duì)泥水表面波的影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)振幅比較小的時(shí)候的,表現(xiàn)為線性波,此時(shí)振幅的改變對(duì)波長(zhǎng)沒(méi)有影響,當(dāng)振幅較大到一定程度,非線性的作用使得波長(zhǎng)隨著振幅的增大而略微增大,這與前人實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合;本文還模擬了不同水深對(duì)波浪傳播的影響,發(fā)現(xiàn)水深對(duì)波長(zhǎng)有非常明顯的影響,即水深越大,波長(zhǎng)越大;水深越小,波長(zhǎng)越小; 最后本文研究了包含空氣—水和水—泥界面兩界面系統(tǒng),結(jié)果顯示VOF法... 

【文章頁(yè)數(shù)】：61 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 海洋生態(tài)環(huán)境的惡化
        1.1.2 海洋生態(tài)學(xué)的發(fā)展
    1.2 近岸海域波浪與泥沙運(yùn)動(dòng)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 近岸海洋破浪研究現(xiàn)狀
        1.2.2 近岸海洋泥沙研究現(xiàn)狀
    1.3 數(shù)值模擬概述
    1.4 本文的研究?jī)?nèi)容
第二章 理論模型與數(shù)值方法
    2.1 兩相流波動(dòng)研究方法
        2.1.1 Lagrangian描述方法
        2.1.2 Eulerian-Lagrangian描述方法
        2.1.3 Eulerian描述方法
    2.2 自由表面跟蹤法
        2.2.1 自由表面跟蹤法分類
        2.2.2 流體體積模型（VOF法）
    2.3 CFD模擬的技術(shù)和FLUENT軟件簡(jiǎn)介
        2.3.1 數(shù)值模擬的網(wǎng)格技術(shù)簡(jiǎn)介
        2.3.2 網(wǎng)格分類和網(wǎng)格單元分類
            2.3.2.1 網(wǎng)格分為結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格兩大類
            2.3.2.2 網(wǎng)格單元的種類
        2.3.3 網(wǎng)格的劃分及優(yōu)化
        2.3.4 FLUENT軟件簡(jiǎn)介
第三章 近海岸泥沙波動(dòng)研究
    3.1 計(jì)算模型和控制方程
        3.1.1 計(jì)算模型
        3.1.2 控制方程
    3.2 造波和消波
        3.2.1 造波方法
        3.2.2 消波方法
    3.3 網(wǎng)格的劃分
    3.4 計(jì)算結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 密度、振幅及水深對(duì)界面波的影響
    4.1 不同泥沙密度的界面波動(dòng)
    4.2 改變振幅對(duì)界面波動(dòng)的影響
    4.3 改變水深對(duì)波形的影響
        4.3.1 水深為20 米的波形變化
        4.3.2 水深為4 米的波形變化
    4.4 本章小結(jié)
第五章 波浪作用下的泥水界面模擬
    5.1 模型建立
    5.2 網(wǎng)格的劃分
    5.3 造波和消波
    5.4 計(jì)算結(jié)果分析
        5.4.1 -8～0 區(qū)域造波
        5.4.2 -10～0 區(qū)域造波
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說(shuō)明
致謝



本文編號(hào)：3715947