基于勢流理論,對半圓型開孔潛堤在波浪作用下的水動力特性進行解析研究。利用多極子展開法和分離變量法,在極坐標(biāo)系下建立半圓型開孔潛堤內(nèi)外流場的速度勢表達(dá)式,通過迭代匹配求解開孔板處的非線性壓力損失邊界條件,確定速度勢表示式中的展開系數(shù),計算反射系數(shù)、透射系數(shù)、波浪力等水動力參數(shù)。將水動力參數(shù)的解析計算結(jié)果與分區(qū)邊界元法的數(shù)值計算結(jié)果進行對比,符合良好。通過算例分析,明確了潛堤半徑、開孔率等對反射系數(shù),透射系數(shù)和波浪力的影響規(guī)律。研究結(jié)果可為半圓型防波堤的工程設(shè)計提供有效指導(dǎo)。 

【文章來源】：中國海洋大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,50(10)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

波浪對半圓型開孔潛堤作用示意圖

將本文解析解的水動力參數(shù)計算結(jié)果與Liu和Li[20]所建立的分區(qū)邊界元方法的數(shù)值計算結(jié)果進行了對比。圖2給出了半圓型開孔潛堤的反射系數(shù)CR和透射系數(shù)CT在以上兩種方法中的計算結(jié)果,計算條件為:半徑a=0.7h,波高H=0.1h,開孔率ε=20%,板厚b=0.03h,射流系數(shù)μ=0.35。分區(qū)邊界元方法中將流場邊界離散為2 300個邊界單元(直線段),計算結(jié)果收斂。圖2中曲線代表本文解析解的計算結(jié)果,點代表分區(qū)邊界元方法的計算結(jié)果�？梢钥闯�:兩種不同方法的計算結(jié)果一致,表明本文解析解的求解過程是正確的。3 算例討論

圖3和4分別給出了半圓型開孔潛堤的相對半徑a/h對反射系數(shù)CR和透射系數(shù)CT的影響,計算中取開孔率ε=20%。從圖3可以看出:隨著無因次波數(shù)kh的增大,潛堤的反射系數(shù)CR先增大后減小,在kh=0.5左右達(dá)到最大值;隨著a/h的增大,CR的最大值不斷增大。從圖4可以看出:隨著波數(shù)的增大,潛堤透射系數(shù)CT先減小后增大;隨著a/h的增大,透射系數(shù)CT顯著減小,并且這一趨勢在波數(shù)較大時更為明顯。這說明在水深恒定時,增大潛堤半徑可以顯著減小波浪透射,提高潛堤的掩護效果。圖4 潛堤相對半徑a/h對CT的影響(ε=20%)

【參考文獻】：
期刊論文
[1]半圓形防波堤的設(shè)計和研究進展[J]. 謝世楞.  中國工程科學(xué). 2000(11)



本文編號：3209991