本文關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)水槽造波系統(tǒng)開發(fā)及數(shù)值模擬

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【摘要】：波浪是海洋中最常見的物理現(xiàn)象之一,也是海岸工程結(jié)構(gòu)物、船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)物等承受的主要動力荷載之一。研究波浪及波浪與結(jié)構(gòu)物的作用規(guī)律對于工程實(shí)際的意義是不言而喻的。造波是研究海浪及其與結(jié)構(gòu)物作用的重要方法。本文針對山東交通學(xué)院港口工程實(shí)驗(yàn)室長50米,寬1.2米,高1.2米推板式波浪水槽為開發(fā)對象,利用波浪模擬理論開發(fā)出了波浪水槽造波控制系統(tǒng),能夠進(jìn)行規(guī)則波:微幅波、橢圓余弦波、孤立波和不規(guī)則波:規(guī)范譜、JONSWAP譜、B M譜、P M譜的模擬。利用造波水槽進(jìn)行了天津港南港工業(yè)區(qū)西港池東岸防潮體系斷面物理模型試驗(yàn),獲得了具有工程實(shí)際意義的試驗(yàn)結(jié)果。本文利用基于開源CFD軟件OpenFOAM的ihFOAM求解器,對波浪水槽造波過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。研究了數(shù)值模擬的不同網(wǎng)格劃分方式對計(jì)算準(zhǔn)確性與計(jì)算效率的影響;對天津港南港工業(yè)區(qū)西港池東岸防潮體系斷面物理模型試驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬,將數(shù)值模擬的結(jié)果與物理造波試驗(yàn)進(jìn)行了對比分析研究,證明數(shù)值模擬可以獲得與物理試驗(yàn)一致的結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：波浪理論 水槽實(shí)驗(yàn) ihFOAM 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TV139.2
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-12
• 1.1 研究背景與意義8-9
• 1.2 發(fā)展與研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 造波技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 數(shù)值模擬的發(fā)展與現(xiàn)狀10-11
• 1.3 本文的主要工作11-12
• 第二章 波浪模擬理論12-28
• 2.1 波浪理論12-24
• 2.1.1 規(guī)則波理論12-19
• 2.1.2 不規(guī)則波理論19-24
• 2.2 波浪模擬理論24-28
• 2.2.1 傳遞系數(shù)25-26
• 2.2.2 規(guī)則波模擬理論26
• 2.2.3 不規(guī)則波模擬理論26-28
• 第三章 造波數(shù)值模擬相關(guān)理論28-40
• 3.1 波浪運(yùn)動控制方程28-29
• 3.2 兩相流與流體體積法29-30
• 3.3 OpenFOAM與IHFOAM30-33
• 3.4 造波數(shù)值模擬的實(shí)現(xiàn)33-40
• 3.4.1 算例結(jié)構(gòu)33-34
• 3.4.2 網(wǎng)格生成34-37
• 3.4.3 邊界條件37-38
• 3.4.4 算法控制38-39
• 3.4.5 并行計(jì)算39-40
• 第四章 造波系統(tǒng)開發(fā)及物理實(shí)驗(yàn)40-67
• 4.1 造波機(jī)計(jì)算模塊開發(fā)40-44
• 4.2 造波試驗(yàn)44-58
• 4.2.1 規(guī)則波試驗(yàn)44-52
• 4.2.2 不規(guī)則波試驗(yàn)52-58
• 4.2.3 造波試驗(yàn)中的問題58
• 4.3 物理模型試驗(yàn)58-67
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)條件59-61
• 4.3.2 造波率定61-63
• 4.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)象63-67
• 第五章 造波數(shù)值模擬67-78
• 5.1 數(shù)值模擬計(jì)算的網(wǎng)格劃分67-71
• 5.1.1 網(wǎng)格劃分對計(jì)算準(zhǔn)確性的影響68-70
• 5.1.2 網(wǎng)格劃分對計(jì)算效率的影響70-71
• 5.2 數(shù)值模擬計(jì)算的應(yīng)用實(shí)例71-78
• 5.2.1 數(shù)值模擬造波的率定72-75
• 5.2.2 數(shù)值模擬計(jì)算的結(jié)果75-78
• 第六章 總結(jié)與展望78-80
• 6.1 總結(jié)78
• 6.2 問題與展望78-80
• 參考文獻(xiàn)80-83
• 發(fā)表論文和參與科研情況說明83-84
• 致謝84-85

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：977442