發(fā)布時間：2018-04-28 04:32

  本文選題：潛堤 + 水流泥沙運動　； 參考：《天津大學》2014年碩士論文

【摘要】：潛堤是港口海岸工程的重要結(jié)構(gòu)物之一,擁有良好的調(diào)流、減淤功能。利用開源計算流體力學(CFD)程序、離散單元法(DEM)程序和開源耦合庫,建立了氣液兩相流耦合粒子運動的數(shù)學模型,對潛堤附近水流泥沙運動進行了模擬研究。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)在開源程序OpenFOAM的基礎上建立三維水流數(shù)學模型,其中氣液兩相流流動控制方程為三維RANS方程,紊流模型采用RNG k-?,氣液兩相的自由表面采用VOF方法描述;利用LIGGGHTS離散單元法程序建立三維泥沙顆粒運動數(shù)學模型,顆粒運動方程為牛頓第二運動定律,顆粒間接觸模型采用Hertz-Mindlin無滑移模型;利用CFD與DEM耦合庫在前兩者基礎上建立了三維水流-泥沙耦合數(shù)學模型,模型中對原有氣液兩相流控制方程加入了耦合相關(guān)量,水流-泥沙顆粒相互作用及數(shù)據(jù)傳遞由耦合庫完成。(2)利用建立的三維水流模型模擬了明渠水流的流動特性,分析了流速剖面以及沿程流速分布,并與相應的物理模型試驗進行了對比,驗證了水流模型的合理性。(3)利用建立的三維泥沙顆粒運動數(shù)學模型,分析了不同時間步對計算結(jié)果合理性和計算耗時的影響,驗證了泥沙顆粒運動模型的合理性和時間步長的合理取值范圍。(4)利用建立的三維水流-泥沙耦合數(shù)學模型模擬了泥沙在水下的休止角,對比分析了滾動摩擦力存在與否對水下休止角的影響,水下休止角模擬值和相關(guān)物理模型試驗結(jié)果吻合良好,驗證了耦合數(shù)學模型的合理性。(5)將所建立的模型應用于潛堤附近水流泥沙運動的研究分析,由于耦合方法的計算量問題,研究限制在實驗室尺度。模擬分析不同來流流速下潛堤前后局部流場,在流場模擬的基礎上模擬分析了潛堤存在前后對泥沙顆粒運動的影響。
[Abstract]:A mathematical model is established on the basis of open source computing hydrodynamics ( CFD ) program , discrete unit method ( DEM ) program and open source coupling library .

【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TV148

【參考文獻】

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本文編號：1813778