斜坡堤是保護(hù)沿海地區(qū)免受風(fēng)暴潮和波浪襲擊的重要水工建筑物。波浪在傳播過程中由于受到斜坡堤的阻礙,往往產(chǎn)生越浪現(xiàn)象,這將對堤體本身的穩(wěn)定以及堤后設(shè)施產(chǎn)生影響,因此準(zhǔn)確模擬斜坡堤越浪過程具有重要工程意義。以往的研究對于斜向波作用下的斜坡堤越浪研究還比較少,本文通過建立考慮孔隙滲流的數(shù)值波浪水槽,模擬研究了斜向波作用下扭王塊體護(hù)面斜坡堤的越浪過程。主要工作和結(jié)論如下:（1）測試了不同時空步長對不規(guī)則波模擬結(jié)果的影響,數(shù)值波浪水槽較優(yōu)空間步長和時間步長劃分為:垂向在自由液面附近2倍有效波高內(nèi)選取30個網(wǎng)格,其余垂向網(wǎng)格間距向上下兩側(cè)逐漸遞增;水平方向步長為有效周期計(jì)算波長的1/200;最大時間步長可取為有效周期的1/50,由克朗數(shù)不超過0.5的動態(tài)時間步控制。（2）優(yōu)化了孔隙滲流問題的參數(shù)設(shè)置,得出計(jì)算Darcy-Forchheimer方程中的線性項(xiàng)系數(shù)和非線性項(xiàng)系數(shù)時更適宜采用的經(jīng)驗(yàn)公式,以及合適的湍流模型。（3）通過網(wǎng)格劃分工具對斜坡堤外層扭王護(hù)面塊體進(jìn)行全尺度精細(xì)刻畫模擬,研究了正向入射不規(guī)則波與扭王塊體護(hù)面斜坡堤的相互作用。模型模擬實(shí)驗(yàn)室尺度及原型尺度斜坡堤得到的平均越浪量分別與試驗(yàn)結(jié)... 

【文章來源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

求解多孔介質(zhì)流的體積平均過程示意圖

天津大學(xué)碩士學(xué)位論文10圖2-2 體積平均區(qū)域與長度尺度定義示意圖體積平均過程將 RANS 方程轉(zhuǎn)化為 VA-RANS 方程。下文中，表面體積平均值是定義在總體積上的平均值（以 表示），液體體積平均值是定義在液體體積上的平均值（以 f表示）。標(biāo)量、矢量和張量以 X 表示：1fVX XdVV (2-1)式中， X 指其表面體積平均值。同樣地，液體體積平均值為：1ffVfX XdVV (2-2)兩個平均值具有相關(guān)性：fX n X(2-3)式中，n 為孔隙率，由下式可得：/fn V V(2-4)對 X 求梯度，即體積平均算子定義如下：1 1 11fWWV V SSX XdV XdV X dAV V VX X dAV nn(2-5)其中

波浪理論適用范圍示意圖（引自文獻(xiàn)[56]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]斜向規(guī)則波作用下斜坡堤波浪爬高試驗(yàn)研究[J]. 朱嘉玲,王震,孫天霆,王登婷,陳偉秋.  中國港灣建設(shè). 2017(02)
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[3]斜坡堤后坡砌石護(hù)面穩(wěn)定厚度的模型試驗(yàn)研究[J]. 陳偉秋,陳凌彥,王登婷,孫天霆,朱嘉玲.  水運(yùn)工程. 2016(06)
[4]斜向波作用下斜坡堤平均越浪量的試驗(yàn)研究[J]. 朱嘉玲,王震,陳凌彥,孫天霆,王登婷.  水運(yùn)工程. 2016(05)
[5]柵欄板護(hù)面斜坡堤越浪數(shù)值模擬研究[J]. 閆科諦,張慶河.  中國港灣建設(shè). 2016(02)
[6]基于非靜壓方程的波浪與孔隙結(jié)構(gòu)物相互作用模擬[J]. 鄒國良,張慶河.  天津大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2016(01)
[7]晉江濱海新區(qū)護(hù)岸越浪量試驗(yàn)[J]. 陳佳琪,陳國平,高晨晨,嚴(yán)士常.  江南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(06)
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博士論文
[1]非線性波浪與可滲結(jié)構(gòu)相互作用的SPH模型[D]. 溫鴻杰.大連理工大學(xué) 2016
[2]張力腿平臺復(fù)雜動力響應(yīng)及渦激特性研究[D]. 谷家揚(yáng).上海交通大學(xué) 2013
[3]斜向和多向不規(guī)則波在斜坡堤上越浪量的研究[D]. 李曉亮.大連理工大學(xué) 2008

碩士論文
[1]非線性規(guī)則波與隨機(jī)波沿多樁風(fēng)電基礎(chǔ)爬升以及對登陸平臺砰擊的數(shù)值模擬[D]. 李邦華.大連理工大學(xué) 2016
[2]海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)波流荷載研究[D]. 管寧.天津大學(xué) 2014
[3]斜坡式防波堤越浪過程的SPH模擬[D]. 葉曉文.大連理工大學(xué) 2011
[4]基于OpenFOAM的數(shù)值造波與消波模型及其應(yīng)用[D]. 查晶晶.上海交通大學(xué) 2011
[5]基于開源軟件OpenFOAM的數(shù)值波浪水槽建立及應(yīng)用[D]. 徐少鯤.天津大學(xué) 2008



本文編號：3007575