越浪量是斜坡堤斷面設(shè)計(jì)時(shí)關(guān)注的一項(xiàng)重要指標(biāo),其主要用途之一就是確定斜坡堤的頂高程;而堤頂高程的取值直接關(guān)系到斜坡堤本身及堤后結(jié)構(gòu)物的安全、工程的投資及海岸景觀的觀賞性;因此為保證斜坡堤設(shè)計(jì)的安全性、經(jīng)濟(jì)性及觀賞性,需要準(zhǔn)確預(yù)測斜坡堤的越浪量。本文采用粘性流體的連續(xù)性方程、雷諾時(shí)均Navier-Stokes方程作為基本控制方程,RNG k-ε模型模擬湍流效應(yīng),流體體積法（VOF）追蹤流體自由表面,借助FLUENT軟件,構(gòu)建了一個(gè)主動吸收式造波的數(shù)值水槽。將數(shù)值模擬得到的波浪時(shí)間序列、頻譜及波參數(shù)與目標(biāo)值進(jìn)行對比,測試了水槽的性能,測試結(jié)果表明:所構(gòu)建水槽能準(zhǔn)確有效地模擬目標(biāo)波浪,并且能有效地消除造波端產(chǎn)生的二次反射。應(yīng)用所開發(fā)的數(shù)值水槽,對頂部無胸墻和放置胸墻兩種斷面類型的斜坡堤在不規(guī)則波入射情況下的越浪進(jìn)行模擬,分別描述了兩種類型斷面的越浪過程,及各自的越浪特征。根據(jù)模擬結(jié)果計(jì)算出平均越浪量,數(shù)模計(jì)算值與物模試驗(yàn)值的對比結(jié)果表明:本文數(shù)值模式能夠準(zhǔn)確有效地計(jì)算斜坡堤在不規(guī)則波入射情況下的平均越浪量。針對堤頂設(shè)置胸墻的斜坡堤,以規(guī)范計(jì)算值和物模試驗(yàn)結(jié)果為驗(yàn)證,分析了其平均越浪量在不同斷面... 

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 研究概況
        1.2.1 平均越浪量
        1.2.2 單波越浪量
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 數(shù)值模型及其計(jì)算方法
    2.1 控制方程
    2.2 湍流模型
    2.3 自由表面追蹤方法
    2.4 數(shù)值模型的求解方法
        2.4.1 數(shù)值模型的離散
        2.4.2 離散方程的求解方法
    2.5 造波、消波功能的實(shí)現(xiàn)
    2.6 越浪量計(jì)算方法
    2.7 本章小結(jié)
3 數(shù)值水槽的建立
    3.1 造波理論
        3.1.1 規(guī)則波的模擬方法
        3.1.2 不規(guī)則波的模擬方法
        3.1.3 主動吸收式造波理論
    3.2 消波理論
    3.3 數(shù)值水槽性能測試
        3.3.1 規(guī)則波的模擬
        3.3.2 不規(guī)則波的模擬
    3.4 本章小結(jié)
4 平均越浪量的數(shù)值研究
    4.1 數(shù)值模式的驗(yàn)證
        4.1.1 無胸墻斜坡堤越浪的數(shù)值模擬
        4.1.2 帶胸墻斜坡堤越浪的數(shù)值模擬
    4.2 斷面尺寸對帶胸墻斜坡堤平均越浪量的影響
        4.2.1 堤頂超高H_c~1對平均越浪量Q的影響
        4.2.2 斜坡坡比m對平均越浪量Q的影響
        4.2.3 坡肩寬度b_1對平均越浪量Q的影響
        4.2.4 坡肩高度H_c對平均越浪量Q的影響
    4.3 本章小結(jié)
5 單波越浪量的數(shù)值研究
    5.1 數(shù)值模式的驗(yàn)證
    5.2 帶胸墻斜坡堤單波越浪量的研究
        5.2.1 單波越浪量的分析方法
        5.2.2 “Weibull分布法”計(jì)算帶胸墻斜坡堤單波越浪量
        5.2.3 帶胸墻斜坡堤單波越浪量計(jì)算關(guān)系式
    5.3 帶胸墻斜坡堤單波越浪量的計(jì)算
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
附錄A主要符號的意義和單位
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]考慮護(hù)面塊體影響的越浪數(shù)值模擬[J]. 郭立棟,孫大鵬,王鵬,黃明漢.  水運(yùn)工程. 2014(05)
[2]斜坡堤波浪爬高和越浪數(shù)值模擬[J]. 楊錦凌,孫大鵬,吳浩,李玉成.  海洋工程. 2013(02)
[3]規(guī)則波作用下帶柵欄板海堤越浪的數(shù)值模擬[J]. 張志杰,吳衛(wèi),王本龍,劉樺.  力學(xué)季刊. 2012(02)
[4]海堤上波浪爬高與越浪計(jì)算分析[J]. 王鵬,孫大鵬,吳浩.  海洋工程. 2011(04)
[5]不規(guī)則波作用下海堤越浪量試驗(yàn)研究[J]. 陳國平,周益人,嚴(yán)士常.  水運(yùn)工程. 2010(03)
[6]不規(guī)則波作用下波浪爬高計(jì)算方法[J]. 陳國平,王錚,袁文喜,陳佳.  水運(yùn)工程. 2010(02)
[7]斜向和多向不規(guī)則波在斜坡堤上的單波越浪量的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 李曉亮,俞聿修.  海洋學(xué)報(bào)(中文版). 2007(06)
[8]斜向和多向不規(guī)則波在斜坡堤上的平均越浪量的試驗(yàn)研究[J]. 李曉亮,俞聿修,趙鳳亞,魯桂榮.  海洋學(xué)報(bào)(中文版). 2007(01)
[9]帶異形塊體海堤越浪的數(shù)值模擬[J]. 張九山,吳衛(wèi),王本龍,劉樺,盧永金.  水動力學(xué)研究與進(jìn)展（A輯）. 2006(05)
[10]海堤越浪的數(shù)值模擬[J]. 周勤俊,王本龍,蘭雅梅,劉樺.  力學(xué)季刊. 2005(04)

博士論文
[1]基于BEM與VOF波浪耦合模型的斜坡堤越浪研究[D]. 郭立棟.大連理工大學(xué) 2013
[2]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]規(guī)則波與不規(guī)則波的海堤越浪數(shù)值模擬[D]. 關(guān)大瑋.華南理工大學(xué) 2016
[2]基于OpenFOAM的帶弧形防浪墻斜坡堤越浪數(shù)值模擬[D]. 閆科諦.天津大學(xué) 2016
[3]基于OpenFOAM的主動吸收式數(shù)值波浪水槽研究[D]. 王修亭.天津大學(xué) 2015
[4]基于非靜壓方程的斜坡堤越浪數(shù)值模擬研究[D]. 吳辰.天津大學(xué) 2014
[5]基于質(zhì)量源方法的斜坡堤越浪數(shù)值研究[D]. 黃寧.大連理工大學(xué) 2014
[6]動量源方法模擬斜坡堤爬高和越浪[D]. 楊錦凌.大連理工大學(xué) 2012
[7]斜坡式海堤越浪量及越浪流試驗(yàn)研究[D]. 范紅霞.河海大學(xué) 2006



本文編號：3694142