我國南海島嶼眾多,具有豐富的自然資源,也有著重要的政治和軍事價值,如果能夠合理開發(fā)利用,將大大方便我國對南海海域行使主權(quán)。但由于島礁大多遠離大陸,且具有獨特的地形地貌特征,使得島礁地區(qū)附近的水動力特性較一般的海岸更為復(fù)雜,需要進行大量的實驗和數(shù)值模擬加以研究。對于島礁建設(shè)工程而言,有關(guān)強非線性波浪水動力特性的研究具有重要的現(xiàn)實意義,但目前針對極端波浪下的島礁水動力特性的研究相對較少。本文采用理想化的島礁地形,在水槽中開展了深水條件下的島礁物理模型實驗。實驗采用波浪聚焦機制,通過造波機處產(chǎn)生的特殊波列,在島礁斜坡位置產(chǎn)生波浪聚焦,從而生成一個波高較大的波浪,以此模擬真實情況下島礁地區(qū)發(fā)生的極端波浪。實驗中考慮了兩種典型的島礁地形,一種是常規(guī)的無礁冠的島礁地形,另一種是帶礁冠和瀉湖結(jié)構(gòu)的島礁地形。在選擇造波組次中運用控制變量法,考慮了聚焦波不同的組成波參數(shù)影響,共設(shè)計了40組實驗工況。實驗過程中采集的主要資料有島礁區(qū)域的波高、流速歷時曲線,以及地形末端直墻處的波壓力和波浪爬高等。對實驗結(jié)果進行分析,探討了不同聚焦波幅、組成波譜、組成波頻率等因素對聚焦波演化的影響,并總結(jié)了相關(guān)的物理規(guī)律。為... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：86 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 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 島礁水動力數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要工作
2 島礁物理模型實驗
    2.1 島礁模型設(shè)計
    2.2 實驗設(shè)備布置
    2.3 造波理論
    2.4 波浪要素設(shè)計
    2.5 實驗過程
    2.6 實驗可靠性驗證以及后處理方法
    2.7 本章小結(jié)
3 非靜壓數(shù)值模型介紹
    3.1 控制方程
    3.2 數(shù)值離散
    3.3 時間積分
    3.4 空間離散與數(shù)值通量求解
    3.5 邊界條件
    3.6 波浪破碎及動邊界處理
    3.7 本章小結(jié)
4 島礁物理模型實驗結(jié)果分析
    4.1 聚焦波在島礁地形傳播演化典型過程
    4.2 聚焦波幅對聚焦波傳播形態(tài)的影響
    4.3 組成波譜型對聚焦波傳播形態(tài)的影響
    4.4 組成波頻率對聚焦波傳播形態(tài)的影響
    4.5 礁冠地形對聚焦波傳播形態(tài)的影響
    4.6 本章小結(jié)
5 非靜壓模型數(shù)值模擬
    5.1 數(shù)值模型模擬聚焦波在平底水槽的傳播
    5.2 數(shù)值模型模擬聚焦波在無礁冠島礁地形的傳播
    5.3 數(shù)值模型模擬聚焦波在有礁冠島礁地形的傳播
    5.4 數(shù)值計算結(jié)果分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
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】：
期刊論文
[1]直墻結(jié)構(gòu)物對臺礁礁坪上規(guī)則波傳播特性的影響[J]. 朱干城,任冰,王永學(xué),邱大洪.  中國科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2019(08)
[2]島礁海域的近岸水動力特性研究進展[J]. 孫家文,房克照,何棟彬,張振偉.  水道港口. 2018(04)
[3]聚焦波與超大型浮體作用的非線性數(shù)值模擬[J]. 程勇,嵇春艷,陸婷婷,翟鋼軍.  上海交通大學(xué)學(xué)報. 2017(07)
[4]島礁波浪環(huán)境下浮式結(jié)構(gòu)物的動響應(yīng)預(yù)報[J]. 田超,丁軍,楊鵬.  船舶力學(xué). 2014(11)
[5]南沙島礁及周邊港口可達性評價模型研究[J]. 石偉,蘇奮振,周成虎,吳文周.  地理學(xué)報. 2014(10)
[6]潛礁上孤立波傳播的數(shù)值模擬[J]. 房克照,劉忠波,唐軍,鄒志利,尹繼偉.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報. 2014(03)
[7]島礁類型劃分及可持續(xù)發(fā)展探討[J]. 徐承德,馮守珍.  海岸工程. 2008(03)
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[9]三維極限波的產(chǎn)生方法及特性[J]. 柳淑學(xué),洪起庸.  海洋學(xué)報(中文版). 2004(06)
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博士論文
[1]二維聚焦波浪及其與直立圓柱作用的研究[D]. 孫一艷.大連理工大學(xué) 2010
[2]多向聚集極限波浪的模擬研究[D]. 李金宣.大連理工大學(xué) 2008

碩士論文
[1]基于多層非靜壓波浪傳播模型的島礁近岸水動力特性研究[D]. 程書鳳.大連理工大學(xué) 2018
[2]Boussinesq數(shù)值模型與非靜壓模型在島礁水動力計算中的應(yīng)用[D]. 何棟彬.大連理工大學(xué) 2017
[3]聚焦波浪與圓柱作用的數(shù)值模擬[D]. 武昕竹.大連理工大學(xué) 2015
[4]聚焦波與水流及結(jié)構(gòu)物作用的數(shù)值模擬[D]. 卓曉玲.大連理工大學(xué) 2013
[5]聚焦波浪特性研究及其對直墻的作用[D]. 王巖.大連理工大學(xué) 2007



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