本文關(guān)鍵詞：基于SPH方法的雙方箱浮防波堤的數(shù)值研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：浮式防波堤具有基地適應(yīng)性強(qiáng)、便于水體交換、施工簡便和造價(jià)較低等優(yōu)勢,在游艇碼頭、人工海水浴場、深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖、施工現(xiàn)場和采油平臺等水域的掩護(hù)中有廣闊的應(yīng)用前景。消波浮體的相對寬度、結(jié)構(gòu)型式和系泊條件是影響浮防波堤水動力特性的重要因素。本文采用目前較新的SPH方法對錨鏈錨固的雙方箱浮防波堤進(jìn)行數(shù)值研究。本文運(yùn)用SPH方法在二維數(shù)值波浪水槽中建立了錨鏈錨固的雙方箱浮防波堤的數(shù)值模型。在該模型中流體運(yùn)動控制方程采用質(zhì)量守恒方程和動量守恒方程。在這兩種方程轉(zhuǎn)化為SPH形式的過程中使用了CSPM-R方法。浮體的動力學(xué)控制方程采用牛頓第二定律和剛體運(yùn)動微分方程。錨鏈力的計(jì)算采用集中質(zhì)量法簡化錨鏈,根據(jù)胡克定律和靜力平衡方程建立錨鏈力的迭代算法。固邊界條件采用固壁粒子法處理,時(shí)間積分采用預(yù)測-校正格式。用該數(shù)值模型計(jì)算了單方箱浮防波堤和雙方箱浮防波堤的水動力特性,并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較,結(jié)果吻合較好。然后用該數(shù)值模型比較了相對寬度相同的單方箱和雙方箱浮防波堤的水動力特性,最后計(jì)算了不同錨固方式、不同錨鏈拖地長度和不同錨鏈剛度下雙方箱浮防波堤的水動力特性。計(jì)算結(jié)果表明：雙方箱浮防波堤在消浪效果、運(yùn)動響應(yīng)和錨鏈?zhǔn)芰Ψ矫娑純?yōu)于單方箱浮防波堤。平行錨固的雙方箱浮防波堤和交叉錨固的雙方箱浮防波堤相比,二者消浪效果差不多,但前者在運(yùn)動響應(yīng)和錨鏈?zhǔn)芰Ψ矫鎯?yōu)于后者。錨鏈相對拖地長度、錨鏈剛度對交叉錨固的雙方箱浮防波堤具有較大影響,錨鏈相對拖地長度越小、錨鏈剛度越大,其消浪性能越好,但錨鏈?zhǔn)芰S之增加。本文的研究工作可為工程實(shí)踐提供參考,并為SPH方法在浮式防波堤方面的數(shù)值研究打下基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：雙方箱浮防波堤 數(shù)值研究 SPH方法 水動力特性 錨固方式
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U656.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 研究工作的背景和意義10-11
• 1.2 浮防波堤的分類11-14
• 1.3 錨鏈錨固的浮式防波堤的研究成果與現(xiàn)狀14-16
• 1.3.1 國內(nèi)研究進(jìn)展14-15
• 1.3.2 國外研究進(jìn)展15-16
• 1.4 SPH方法在流體力學(xué)方面的研究進(jìn)展16-18
• 1.5 本文的主要工作18-19
• 2 錨鏈錨固的浮式防波堤的SPH數(shù)值模型19-34
• 2.1 SPH方法的基本原理19-23
• 2.1.1 核函數(shù)近似19-20
• 2.1.2 粒子近似20
• 2.1.3 核函數(shù)和支持域20-23
• 2.2 流體運(yùn)動控制方程的SPH形式23-25
• 2.3 浮體動力學(xué)控制方程25-28
• 2.3.1 剛體的動力學(xué)方程25-26
• 2.3.2 波浪力的計(jì)算26
• 2.3.3 錨鏈力的計(jì)算26-28
• 2.4 SPH方法的數(shù)值技術(shù)28-32
• 2.4.1 人工粘性28
• 2.4.2 狀態(tài)方程28-29
• 2.4.3 粒子位移的計(jì)算29
• 2.4.4 固邊界條件29-30
• 2.4.5 造波條件30
• 2.4.6 海綿層條件30
• 2.4.7 時(shí)間積分30-31
• 2.4.8 鄰近粒子搜索技術(shù)31-32
• 2.5 SPH程序的執(zhí)行過程32-34
• 3 數(shù)值模型的驗(yàn)證34-42
• 3.1 單方箱浮防波堤計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果比較34-38
• 3.1.1 模型設(shè)計(jì)34
• 3.1.2 消浪性能的比較34-35
• 3.1.3 運(yùn)動響應(yīng)的比較35-37
• 3.1.4 錨鏈力的比較37-38
• 3.2 方箱浮防波堤計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果比較38-41
• 3.2.1 模型設(shè)計(jì)38-39
• 3.2.2 消浪性能的比較39-40
• 3.2.3 運(yùn)動響應(yīng)的比較40-41
• 3.3 本章小結(jié)41-42
• 4 單方箱和雙方箱浮防波堤水動力特性的比較42-53
• 4.1 模型設(shè)計(jì)42-44
• 4.2 消浪性能的比較44-49
• 4.3 運(yùn)動響應(yīng)的比較49-50
• 4.4 錨鏈力的比較50-51
• 4.5 本章小結(jié)51-53
• 5 不同錨固方式的雙方箱浮防波堤的水動力計(jì)算53-70
• 5.1 模型設(shè)計(jì)53-54
• 5.2 平行錨固和交叉錨固的雙方箱浮防波堤的比較54-62
• 5.2.1 瞬時(shí)運(yùn)動狀態(tài)分析54-57
• 5.2.2 歷時(shí)曲線分析57-59
• 5.2.3 消浪性能的比較59-60
• 5.2.4 運(yùn)動響應(yīng)的比較60-61
• 5.2.5 錨鏈力的比較61-62
• 5.2.6 錨鏈力產(chǎn)生的力矩分析62
• 5.3 錨鏈相對拖地長度對交叉錨固的雙方箱浮防波堤的影響62-65
• 5.3.1 消浪性能63
• 5.3.2 運(yùn)動響應(yīng)63-64
• 5.3.3 錨鏈力64-65
• 5.4 錨鏈剛度對交叉錨固的雙方箱浮防波堤的影響65-68
• 5.4.1 消浪性能65-66
• 5.4.2 運(yùn)動響應(yīng)66-67
• 5.4.3 錨鏈力67-68
• 5.5 本章小結(jié)68-70
• 結(jié)論70-72
• 參考文獻(xiàn)72-77
• 附錄A 計(jì)算結(jié)果表格77-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況78-79
• 致謝79-80

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 俞聿修;浮筒多鏈系統(tǒng)的靜力特性[J];大連工學(xué)院學(xué)報(bào);1981年01期

2 胡嵋;李大鳴;秦崇仁;;淺水區(qū)域浮箱式防波堤結(jié)構(gòu)形式的試驗(yàn)研究[J];中國港灣建設(shè);2007年05期

  本文關(guān)鍵詞：基于SPH方法的雙方箱浮防波堤的數(shù)值研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：376455