人工魚礁能起到修復(fù)海洋生態(tài)環(huán)境,養(yǎng)護(hù)海洋漁業(yè)資源的作用,在近岸海域得到廣泛投放。一般情況下,魚礁投放在較深海域,研究其流場(chǎng)效應(yīng)時(shí)僅考慮潮流作用。但某些以生態(tài)修復(fù)為目的的人工魚礁也被投放在較淺海域,距離海岸較近,水深較淺,波浪對(duì)人工魚礁的流場(chǎng)效應(yīng)會(huì)造成較大影響,如天津大神堂海域人工魚礁建設(shè)區(qū)就位于水深較淺的渤海灣北部,連續(xù)三年對(duì)大神堂人工魚礁區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn),放置在海底的人工魚礁礁體的泥沙沉積有逐年上升的趨勢(shì),對(duì)人工魚礁的功能造成了損害。因此對(duì)研究波浪作用下人工魚礁的流場(chǎng)效應(yīng)及其局部沖刷對(duì)魚礁的設(shè)計(jì)和運(yùn)行安全具有重要的意義。本文基于Fluent軟件建立了數(shù)值波浪水池,經(jīng)驗(yàn)證后,對(duì)波浪作用下人工魚礁附近的流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,提出利用魚礁前后渦尺度作為衡量流場(chǎng)效應(yīng)的方法,分析了不同波高、波周期以及不同魚礁間距條件下人工魚礁的流場(chǎng)效應(yīng)。結(jié)果表明,波浪對(duì)人工魚礁的流場(chǎng)效應(yīng)具有明顯的影響,當(dāng)周期不變,波高從0.5m增大到0.9m,魚礁周圍的渦旋尺度增大了103%,渦的尺度L與魚礁邊長(zhǎng)l的比值L/l由2.30增長(zhǎng)到4.66;而波高不變,周期從3s增大到5s時(shí),魚礁周圍的渦旋尺度增大了130%,L/l...

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
字母注釋表
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 人工魚礁流場(chǎng)效應(yīng)的研究進(jìn)展
    1.3 波浪與人工魚礁相互作用的研究進(jìn)展
    1.4 人工魚礁局部沖刷研究進(jìn)展
    1.5 本文的主要工作
第二章 數(shù)值波浪水池的建立和驗(yàn)證
    2.1 基于Fluent數(shù)值波浪水池的建立
        2.1.1 數(shù)值波浪水池的控制方程
        2.1.2 邊界條件
        2.1.3 網(wǎng)格的劃分和數(shù)值解法的選取
        2.1.4 VOF方法
        2.1.5 數(shù)值造波和消波
    2.2 基于Fluent的數(shù)值波浪水池驗(yàn)證
        2.2.1 規(guī)則波造波驗(yàn)證
        2.2.2 潛堤地形上波浪傳播與變形的數(shù)值模擬
    2.3 小結(jié)
第三章 波浪作用下人工魚礁的流場(chǎng)效應(yīng)
    3.1 計(jì)算模型設(shè)置
    3.2 波浪作用下人工魚礁周圍的流場(chǎng)特征
    3.3 波高和周期對(duì)人工魚礁流場(chǎng)效應(yīng)的影響
        3.3.1 波高對(duì)人工魚礁流場(chǎng)效應(yīng)的影響
        3.3.2 周期對(duì)人工魚礁流場(chǎng)效應(yīng)的影響
    3.4 魚礁的擺放間距對(duì)人工魚礁流場(chǎng)效應(yīng)的影響
    3.5 小結(jié)
第四章 基于Flow-3D的數(shù)值水池和泥沙沖刷模型的建立和驗(yàn)證
    4.1 基于Flow-3D的數(shù)值水池的建立
        4.1.1 控制方程和邊界條件
        4.1.2 Flow-3D中流場(chǎng)的數(shù)值解法
        4.1.3 Flow-3D的FAVOR技術(shù)
    4.2 基于Flow-3D的數(shù)值水池的驗(yàn)證
        4.2.1 人工魚礁流場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?br>        4.2.2 計(jì)算模型的設(shè)置與網(wǎng)格劃分
        4.2.3 人工魚礁流場(chǎng)的驗(yàn)證結(jié)果
    4.3 基于Flow-3D的泥沙沖刷模型
        4.3.1 Flow-3D的泥沙模型
        4.3.2 模擬泥沙和水界面的VOF方法
    4.4 Flow-3D的沖刷驗(yàn)證
        4.4.1 沖刷模型的設(shè)置
        4.4.2 驗(yàn)證結(jié)果
    4.5 小結(jié)
第五章 人工魚礁局部沖刷數(shù)值模擬
    5.1 人工魚礁局部沖刷模型設(shè)置
        5.1.1 人工魚礁的結(jié)構(gòu)
        5.1.2 模型設(shè)置
    5.2 人工魚礁周圍的流場(chǎng)分布
    5.3 人工魚礁的局部沖刷
        5.3.1 不同開孔大小對(duì)人工魚礁局部沖刷的影響
        5.3.2 不同來(lái)流速度對(duì)人工魚礁局部沖刷的影響
    5.4 小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說(shuō)明
致謝



本文編號(hào)：3763720