本文關(guān)鍵詞：堤防防浪預(yù)制塊護坡消浪效果數(shù)值模擬研究

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【摘要】：堤防作為河流湖泊乃至海洋工程都是不可或缺的存在,它承擔(dān)著保護沿湖及沿海地區(qū)周邊的生命財產(chǎn)安全。與此同時,波浪在堤防上的爬高情況會使得水越過堤防,因此選擇在堤防上添加混凝土預(yù)制塊是對于在深水位置的堤防有效降低波浪爬高的能力,現(xiàn)階段混凝土預(yù)制塊大多采用素混凝土正六邊形棱柱體結(jié)構(gòu),它具有抗沖、穩(wěn)定、耐久,適應(yīng)堤壩變形,便于制作與施工的優(yōu)點;但同時存在安全性不高、整體性差、無反慮排水、波浪爬高較高等問題。為了解決這些問題,對新型預(yù)制塊進行研究,并通過FLOW3D數(shù)值模擬的方法模擬新形預(yù)制塊在設(shè)計波浪作用下對波浪爬高數(shù)值影響,對設(shè)計的的新型預(yù)制塊對比分析。本文在研究波浪數(shù)值模擬以及堤防預(yù)制塊的研究背景及意義,分析國內(nèi)外預(yù)制塊設(shè)計和數(shù)值模擬方法的基礎(chǔ)上,主要研究了以下內(nèi)容:(1)收集和整理國內(nèi)外有關(guān)堤防設(shè)計和波浪數(shù)值模擬相關(guān)的研究資料現(xiàn)階段經(jīng)常采用的數(shù)值產(chǎn)生波浪法分為四種,各為速度入口法推板造波法自動吸收式造波法和源函數(shù)造波法,總結(jié)其研究背景和意義,決定采用FLOW-3D軟件對堤防預(yù)制塊波浪爬高進行數(shù)值模擬,為了提高自由液面波動的模擬精度,軟件中采用VOF(Volume of Fluid)法捕捉自由表面的情況。(2)預(yù)制塊護坡是一種人工加工的具有保持坡面穩(wěn)定防止堤防破壞,有些也同時具有消能防浪作用的人工預(yù)制塊護坡體型。本文基于鄱陽湖各個參數(shù)情況,專門針對鄱陽湖的情況設(shè)計了凹槽嵌固式正六邊形、Z字形以及嵌固式四邊形空心預(yù)制塊。收集堤防護坡種類以及堤防各項參數(shù),為堤防模擬的條件提供依據(jù),并在數(shù)值模擬中選擇合理的參數(shù),對這三種預(yù)制塊進行模擬。(3)利用FLOW3D在計算機中對預(yù)制塊在水槽中進行模擬驗算,通過得出的數(shù)據(jù)進行分析,確定各個預(yù)制塊之間在波浪作用下各種水力學(xué)特性進行統(tǒng)計,通過直觀的數(shù)據(jù)和圖像下分析幾個預(yù)制塊之間的消浪效果對比,為堤防選擇合適的預(yù)制塊種類提供選擇的依據(jù),研究堤防在不同預(yù)制塊的作用下的水力學(xué)特性,給出堤防不同預(yù)制塊的情況下波面的流場分布、流速和水面線等重要的水力學(xué)參數(shù)的變化規(guī)律。
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TV871;TV139.2

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本文編號：1210755