發(fā)布時間：2017-06-26 06:14

  本文關(guān)鍵詞：礁坪地形上波浪傳播與流場特性SPH分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：珊瑚礁海岸是天然的防波堤,可以有效的阻擋外海海浪及風暴潮對海岸的侵蝕。隨著海洋工程建設(shè)的不斷發(fā)展和拓深,國內(nèi)外已有在珊瑚礁坪上修造建筑物的實例。然而珊瑚礁海岸的地形條件與普通的近岸地形條件不甚相同,其在水深急劇變化之后存在一段長礁坪,礁坪上的水深較淺且變化不大,較小的波浪可以穿越礁坪而不發(fā)生破碎,較大的波浪則會發(fā)生變形破碎,因而能夠穿越珊瑚礁頂?shù)牟ɡ说拇笮∈艿浇钙荷纤畹南拗�。穿過礁坪的波浪會與礁上建筑物相互作用,因而有必要深入了解波浪在礁坪地形上的傳播規(guī)律和礁坪上水體的運動規(guī)律。本文基于光滑粒子動力學(Smoothed Particle Hydrodynamics,即SPH)方法,以N-S方程為水動力控制方程,建立了二維數(shù)值波浪水槽,對波浪在不同坡度的礁坪地形上的傳播問題開展了數(shù)值模擬。同時,在大連理工大學海岸和近海工程的波浪水槽內(nèi),設(shè)計并完成了規(guī)則波在陡峭礁坪(坡度1：1)上傳播變形的物理模型試驗,測量和分析了不同位置處波面的變化情況,并對礁坪上水體的流動規(guī)律進行了觀測和分析。基于對實驗數(shù)據(jù)的分析,對有陡峭向海坡(坡度1：1)且后方坪頂有凹陷的礁坪地形上規(guī)則波的傳播過程進行了數(shù)值模擬。波面和流速的數(shù)值計算結(jié)果與物理模型試驗觀測數(shù)據(jù)吻合較好,表明本文所建立的SPH數(shù)值波浪水槽可模擬深水波浪在陡峭礁坪地形上的傳播變形問題。在對SPH數(shù)值波浪水槽充分驗證的基礎(chǔ)上,本文對波浪在不同坡度的珊瑚礁坪上的傳播和流場特性進行了數(shù)值模擬,考慮了入射波浪周期、波高,礁前水深,礁坪坡度等對波浪和礁坪上流場屬性的影響,分析了波面在礁坪地形上的變形規(guī)律以及礁坪上水體的運動規(guī)律。同時,結(jié)合對礁坪周圍速度場的分析,探討了波浪在礁坪地形上傳播時的流場變化情況。
【關(guān)鍵詞】：SPH方法 數(shù)值水槽 珊瑚礁 斜坡平臺 流場特性分析
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TV139.2;P75
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 課題研究背景和意義8-10
• 1.2 SPH方法的研究進展及應用10-12
• 1.3 波浪在礁坪地形上傳播的研究進展12-14
• 1.4 本文的研究內(nèi)容14-16
• 2 SPH方法的基本原理及實現(xiàn)16-30
• 2.1 SPH方法基本思想16-17
• 2.2 SPH方法基本方程17-22
• 2.2.1 函數(shù)和函數(shù)導數(shù)的積分表示法17-19
• 2.2.2 光滑函數(shù)19-21
• 2.2.3 粒子近似法21-22
• 2.3 SPH形式的水動力控制方程22-25
• 2.3.1 連續(xù)方程23
• 2.3.2 動量方程23-25
• 2.4 SPH數(shù)值算法25-30
• 2.4.1 狀態(tài)方程25
• 2.4.2 數(shù)值修正25-27
• 2.4.3 邊界處理27-28
• 2.4.4 時間積分28-30
• 3 物理模型試驗30-38
• 3.1 試驗的設(shè)備與布置30-33
• 3.1.1 試驗設(shè)備與儀器30-31
• 3.1.2 試驗模型設(shè)計與水槽布置31-33
• 3.2 試驗的組次與方法33-34
• 3.2.1 試驗組次33-34
• 3.2.2 試驗方法34
• 3.3 試驗現(xiàn)象說明34-38
• 4 數(shù)值波浪水槽的建立及驗證38-47
• 4.1 數(shù)值波浪水槽的建立38-39
• 4.2 數(shù)值模型的驗證39-47
• 4.2.1 波面對比分析39-45
• 4.2.2 流速對比分析45-47
• 5 波浪在礁坪地形上傳播的SPH模擬47-68
• 5.1 數(shù)值建模及模擬條件47-50
• 5.2 波面影響分析50-59
• 5.2.1 周期的影響50-52
• 5.2.2 入射波高的影響52-54
• 5.2.3 礁前水深的影響54-55
• 5.2.4 斜坡坡度的影響55-59
• 5.3 流速分析59-63
• 5.3.1 波浪要素改變的影響59-61
• 5.3.2 礁前水深與斜坡坡度的影響61-63
• 5.4 流場分析63-68
• 結(jié)論68-69
• 參考文獻69-73
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況73-74
• 致謝74-75

【相似文獻】

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1 趙欽陽;礁坪地形上波浪傳播與流場特性SPH分析[D];大連理工大學;2016年

2 陳戈;波浪在礁坪地形上的傳播演變規(guī)律研究[D];大連理工大學;2016年

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本文編號：485108