基于DUTFoam的梳式拦沙堤断面模拟研究

发布时间：2020-06-30 02:22

【摘要】：海岸侵蚀是在全球范围内普遍存在的一种地质灾害,对海岸带人群的生产生活造成了非常恶劣的影响。本文基于开源的CFD软件OpenFOAM对某工程采用的拦沙堤断面进行数值模拟研究,并与大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室所做的梳式拦沙堤物理模型实验进行比对分析。首先本文采用DUTFoam求解器进行了线性波、Stokes二阶波的推板造波与阻尼消波,在与理论波高对比后验证了本求解器在造波与消波上的精准性,并且基于线性波进行了数值波浪水槽的网格收敛性验证。其次本文对工程区域内的波浪要素进行分析并且针对相应的波况进行了二维与三维的不规则波造波,将数值造波结果与理论值以及实验进行了对比分析,为拦沙堤在数值水槽中的模拟奠定了基础,紧接着通过一个二维溃坝算例的模拟以及与前人的实验数据的对比,证实了本求解器在压力求解上的准确性。对极端高波况下二维T字型结构进行模拟后对压力进行分析以及对透射系数进行提取,得出T字型结构最大压强发生在自由液面处,透射系数为0.78。最后本文对有挡浪板的拦沙堤A断面与无挡浪板的拦沙堤B断面进行三维数值建模后在相应的波况下进行模拟,并将模拟得到了数据与实验进行对比分析,得到极端高水位时最大压强发生在胸墙与混凝土板位置;设计高水位时,最大压强发生在胸墙与沉箱连接处。分析了在越浪时拦沙堤断面的压力变化,对拦沙堤所在波况下的越浪进行了捕捉分析,得到最大平均单宽越浪为0.115m~3/(m·s)。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U656.3

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