隨著港口大型化和近岸海岸帶的開放利用,工字板組合式透空防波堤具有造價低廉、水體交換良好、軟弱地基適應性良好、施工方便高效等優(yōu)異特征,對其進行研究具有重要意義。本文通過數(shù)值模擬軟件Flow-3D,建立數(shù)值造波水槽研究規(guī)則波作用下工字板組合式透空防波堤附近的水動力特性以及進行防波堤受力研究。以防波堤開孔率A/Ao、工字板翼板相對間距j/L,相對水深d/L,波陡H/L,相對潛深h/d為影響因素,分別分析了工字板組合式透空防波堤在以上影響因素下的水動力特性。探討波浪與防波堤結構相互作用時,水體速度、渦量、壓力之間的相互關系,對消波過程進行了三維分析。對工字板組合式透空防波堤在不同淹沒深度h、開孔率A/A。、波高H、波周期T下的波壓力分布規(guī)律進行研究;分析防波堤結構受到的波浪總力在水平與垂直方向的歷時特性;利用無量綱分析方法,分析相對波高H/d、相對波長L/B對防波堤結構在水平與垂直方向總力的影響。得到主要結論如下:波浪與防波堤相互作用時,工字板橫隔板對水質點運動造成破壞,引起水體壓力變化,產(chǎn)生壓力差,壓力差影響流速,使水體產(chǎn)生渦旋。壓力、速度、渦旋三者之間存在關聯(lián),速度與渦量變化趨勢具有一致性...

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內外透空式防波堤研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外透空式防波堤研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內透空式防波堤研究現(xiàn)狀
        1.2.3 國內外透空式防波堤數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究的主要內容
第二章 數(shù)值模型建立
    2.1 FLOW-3D軟件簡介
    2.2 模型建立控制方程
        2.2.1 波浪運動控制方程
        2.2.2 紊流模型控制方程
        2.2.3 控制方程的離散與求解
    2.3 模型建立與網(wǎng)格劃分
        2.3.1 模型建立
        2.3.2 模型網(wǎng)格劃分
    2.4 模型邊界條件及初始條件設置
    2.5 數(shù)值模型驗證
        2.5.1 數(shù)值水槽造波驗證
        2.5.2 數(shù)值模型消波及受力驗證
    2.6 數(shù)值模型試驗工況
    2.7 本章小結
第三章 防波堤水動力特性分析
    3.1 消波性能評價指標
        3.1.1 透射系數(shù)與反射系數(shù)
        3.1.2 消波性能影響因素分析
    3.2 防波堤水動力特性分析
        3.2.1 開孔率A/A_o對水動力特性影響
        3.2.2 工字板翼板相對間距j/L對水動力特性影響
        3.2.3 相對潛深h/d對水動力特性影響
        3.2.4 相對水深d/L對水動力特性影響
        3.2.5 波陡H/L對水動力特性影響
    3.3 防波堤消波機理分析
        3.3.1 壓力、速度、渦量相互關系
        3.3.2 消波過程三維分析
    3.4 本章小結
第四章 防波堤受力研究
    4.1 防波堤波壓力研究
        4.1.1 防波堤波壓力分布研究
    4.2 防波堤波浪總力研究
        4.2.1 防波堤結構總力數(shù)值結果
        4.2.2 防波堤結構總力歷時特性
        4.2.3 防波堤結構總力影響因素分析
    4.3 本章小結
第五章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
致謝
附錄A (攻讀學位期間發(fā)表論文目錄)
附錄B (攻讀學位期間從事科研項目目錄)



本文編號：3846641