本文選題：潛堤 + 水流泥沙運(yùn)動(dòng)�。� 參考：《天津大學(xué)》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(kāi)源計(jì)算流體力學(xué)(CFD)程序、離散單元法(DEM)程序和開(kāi)源耦合庫(kù),建立了氣液兩相流耦合粒子運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型,對(duì)潛堤附近水流泥沙運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了模擬研究。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:(1)在開(kāi)源程序OpenFOAM的基礎(chǔ)上建立三維水流數(shù)學(xué)模型,其中氣液兩相流流動(dòng)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(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型,顆粒運(yùn)動(dòng)方程為牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律,顆粒間接觸模型采用Hertz-Mindlin無(wú)滑移模型;利用CFD與DEM耦合庫(kù)在前兩者基礎(chǔ)上建立了三維水流-泥沙耦合數(shù)學(xué)模型,模型中對(duì)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(kù)完成。(2)利用建立的三維水流模型模擬了明渠水流的流動(dòng)特性,分析了流速剖面以及沿程流速分布,并與相應(yīng)的物理模型試驗(yàn)進(jìn)行了對(duì)比,驗(yàn)證了水流模型的合理性。(3)利用建立的三維泥沙顆粒運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型,分析了不同時(shí)間步對(duì)計(jì)算結(jié)果合理性和計(jì)算耗時(shí)的影響,驗(yàn)證了泥沙顆粒運(yùn)動(dòng)模型的合理性和時(shí)間步長(zhǎng)的合理取值范圍。(4)利用建立的三維水流-泥沙耦合數(shù)學(xué)模型模擬了泥沙在水下的休止角,對(duì)比分析了滾動(dòng)摩擦力存在與否對(duì)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(yàn)結(jié)果吻合良好,驗(yàn)證了耦合數(shù)學(xué)模型的合理性。(5)將所建立的模型應(yīng)用于潛堤附近水流泥沙運(yùn)動(dòng)的研究分析,由于耦合方法的計(jì)算量問(wèn)題,研究限制在實(shí)驗(yàn)室尺度。模擬分析不同來(lái)流流速下潛堤前后局部流場(chǎng),在流場(chǎng)模擬的基礎(chǔ)上模擬分析了潛堤存在前后對(duì)泥沙顆粒運(yùn)動(dòng)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(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TV148

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1813778