隨著我國南海島礁建設(shè)工程的開展,波浪在島礁地形上的水動(dòng)力變化特性越來越受到關(guān)注。波浪由深海向礁坪上傳播時(shí),沿礁面發(fā)生淺水變形并在礁緣或礁坪上破碎,進(jìn)而在礁坪上產(chǎn)生波浪增水。波浪增水抬高了礁坪上的水位,增加了礁坪上結(jié)構(gòu)物越浪的風(fēng)險(xiǎn)。開展波浪在礁坪上的變形、破碎和越浪過程研究,可為礁坪上防護(hù)結(jié)構(gòu)物的設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。本文基于弱可壓縮光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)(WCSPH)方法,建立了一個(gè)可以用于模擬孤立波與簡(jiǎn)化島礁地形上人工護(hù)岸結(jié)構(gòu)相互作用的數(shù)值模型。模型采用Navier-Stokes方程作為控制方程,通過在連續(xù)性方程中增加額外的耗散項(xiàng)來抑制非物理性壓力震蕩。為克服邊界處積分域缺失導(dǎo)致的壓力失真問題,邊界粒子的壓力采用改進(jìn)形式的動(dòng)力邊界條件計(jì)算。本文在不同的波高和前坡角度下模擬了孤立波在簡(jiǎn)單海堤上的越浪過程,數(shù)值計(jì)算結(jié)果中的波面、越浪量和越浪厚度與他人文獻(xiàn)中的試驗(yàn)結(jié)果吻合良好,表明本文建立的數(shù)值模型可以較好地模擬孤立波在簡(jiǎn)單海堤上的越浪過程。后面采用多位學(xué)者關(guān)于孤立波在簡(jiǎn)化島礁地形上傳播變形的模型試驗(yàn)結(jié)果,對(duì)本文建立的數(shù)值模型進(jìn)行了進(jìn)一步的驗(yàn)證,驗(yàn)證結(jié)果顯示本模型可以較好地模擬孤立波在簡(jiǎn)化島礁地形...

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 SPH方法的研究現(xiàn)狀
    1.3 波浪越浪的研究現(xiàn)狀
    1.4 島礁地形上波浪傳播的研究現(xiàn)狀
    1.5 本文的主要工作
2 SPH模型的建立
    2.1 SPH方法的基本原理
        2.1.1 核近似法
        2.1.2 粒子近似法
    2.2 光滑函數(shù)
        2.2.1 光滑函數(shù)的性質(zhì)
        2.2.2 常見的光滑函數(shù)
    2.3 控制方程
        2.3.1 連續(xù)性方程
        2.3.2 動(dòng)量方程
    2.4 狀態(tài)方程
    2.5 邊界條件
    2.6 時(shí)間積分
    2.7 本章小結(jié)
3 數(shù)值模型驗(yàn)證
    3.1 孤立波造波
    3.2 簡(jiǎn)單海堤越浪過程驗(yàn)證
    3.3 島礁地形波浪傳播驗(yàn)證
        3.3.1 水位小于礁坪高
        3.3.2 水位等于礁坪高
        3.3.3 水位大于礁坪高
    3.4 本章小結(jié)
4 孤立波于陡坡地形人工護(hù)岸結(jié)構(gòu)的傳播越浪
    4.1 孤立波傳播越浪過程
    4.2 坡度的影響
        4.2.1 斜坡段的反射作用
        4.2.2 水平段的波浪破碎
        4.2.3 波高沿程變化情況
        4.2.4 越浪量隨坡度變化規(guī)律
    4.3 水平段長(zhǎng)度的影響
        4.3.1 越浪過程比較
        4.3.2 越浪量隨水平段長(zhǎng)度變化規(guī)律
    4.4 水深的影響
        4.4.1 波高沿程變化情況比較
        4.4.2 沿程各位置波面歷時(shí)比較
    4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
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)：3742079