滑坡涌浪试验研究及数值模拟

发布时间：2022-12-17 19:20

　　近年来滑坡涌浪事故频发,所造成的严重损失已使之成为不容忽视的问题。为了对滑坡涌浪的形成与传播过程进行研究,分别建立了水槽块体滑坡模型和复杂河道块体滑坡模型。利用波浪理论、前人所提方法和小波分析方法分别对试验涌浪类型进行分析,结果表明上述两个模型试验所形成的涌浪均属于斯托克斯波理论范畴。利用小波分析方法得到试验涌浪对应时频域能量谱,对于水槽模型试验形成的涌浪,发现其低频成分较高频成分传播速度更快,涌浪体现出频散波特性,通过波能密度历时曲线可以清晰地看到入射波与反射波成分。对于河道模型试验形成的涌浪,其波能密度历时曲线只有首个波峰能确定为是入射波成分,由于受到岸坡地形的影响,后面几个小波峰的形成原因较难确定。基于试验涌浪数据与多元线性回归分析方法,对水槽模型试验得到最大波峰预测公式与首波高衰减预测公式。对河道模型试验得到最大波峰预测公式与最大波高衰减预测公式。上述预测公式分别与前人相关预测公式进行对比,结果表明所得预测公式对试验数据拟合效果更好。使用基于SPH数值方法理论的DualSPHysics 4.0软件分别对上述两个物理模型试验进行了一个试验组次的模拟计算,结果表明在涌浪形成过程、最... 

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 研究现状
    1.3 本文主要工作
第2章 物理模型试验
    2.1 模型相似理论
        2.1.1 量纲分析
        2.1.2 尺度效应
    2.2 水槽模型试验
        2.2.1 模型建立
        2.2.2 试验仪器
        2.2.3 试验分析
    2.3 复杂河道模型试验
        2.3.1 模型建立
        2.3.2 试验方案
        2.3.3 试验步骤
第3章 试验结果分析
    3.1 水槽模型试验结果
        3.1.1 涌浪特征
            3.1.1.1 涌浪类型
            3.1.1.2 频散性质
        3.1.2 涌浪参数
            3.1.2.1 最大波峰
            3.1.2.2 首波波高衰减
    3.2 复杂河道模型试验结果
        3.2.1 涌浪特征
            3.2.1.1 涌浪类型
            3.2.1.2 频散特性
        3.2.2 涌浪参数
            3.2.2.1 最大波峰
            3.2.2.2 最大波高衰减
    3.3 本章小结
第4章 SPH方法理论及计算
    4.1 基本思想
    4.2 基本公式
        4.2.1 函数的核近似法
        4.2.2 粒子近似法
    4.3 核函数
    4.4 控制方程
        4.4.1 连续性方程
        4.4.2 动量方程
        4.4.3 状态方程
    4.5 时间积分格式
        4.5.1 Verlet格式
        4.5.2 Symplectic格式
        4.5.3 变时间步长
    4.6 边界条件
        4.6.1 动力边界条件
        4.6.2 斥力边界法
        4.6.3 液体对浮体作用
    4.7 模拟计算
        4.7.1 水槽模型试验算例
        4.7.2 基本参数影响性分析
        4.7.3 河道模型试验算例
        4.7.4 基本参数影响性分析
    4.8 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SPH-DEM流-固耦合算法的滑坡涌浪模拟[J]. 王志超,李大鸣.  岩土力学. 2017(04)
[2]近坝库区狭窄河道滑坡涌浪高度及其传播规律[J]. 李荣辉,蒋昌波,邓斌,刘洋.  交通科学与工程. 2016(02)
[3]滑坡涌浪的初始形态及其衰减规律的研究[J]. 岳书波,刁明军,王磊.  水利学报. 2016(06)
[4]基于物理模拟试验的库岸滑坡冲击涌浪[J]. 肖莉丽,殷坤龙,王佳佳,刘艺梁.  中南大学学报(自然科学版). 2014(05)
[5]清江水布垭库区大堰塘滑坡涌浪分析[J]. 殷坤龙,杜娟,汪洋.  岩土力学. 2008(12)
[6]二维滑坡涌浪的SPH方法数值模拟[J]. 杜小弢,吴卫,龚凯,刘桦.  水动力学研究与进展（A辑）. 2006(05)



本文编号：3720501