浮筒型防波堤水动力特性的数值模拟研究
发布时间：2021-06-17 06:40
本文对一种柔性多浮筒防波堤进行了数值模拟研究,采用基于三维绕射理论的AQWA软件研究了该防波堤的水动力特性。根据二维浮堤模型试验结果,验证了二维数值模型准确性,并拓展至三维数值模型。初步探究了斜向浪作用下,柔性多浮筒防波堤的消浪性能、运动响应特征及缆绳受力特性。综合计算结果,得出以下主要结论:（1）柔性多浮筒防波堤消浪性能受相对波高H/D影响较小,但受波浪入射角度θ的影响效果十分显著。不同波高及周期的规则波作用下,与二维浮堤模型的透射系数相比,当波浪入射角度θ=15°时,波浪透射系数Kt提升约30%;波浪入射角度θ=30°时,波浪透射系数Kt提升60%左右。当波浪入射角度θ>45°时,浮堤后方水域波浪情况极差,此时可视为浮堤消波无效。（2）柔性多浮筒防波堤六个方向的运动分量中,横荡运动量呈多频率复合运动,浮堤迎浪侧缆力及横荡运动频谱图中存在双峰现象,但其余方向运动量均未见此特征。（3）柔性多浮筒防波堤的运动响应受波浪入射角度θ影响较大。当波浪入射角度θ从15°增加至60°时,横荡、垂荡、及横摇运动量随θ减小至70%5
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本文主要工作
2 水动力计算理论
2.1 坐标系定义
2.2 波浪理论
2.2.1 线性波理论
2.2.2 Stokes二阶波理论
2.2.3 海浪谱
2.2.4 控制方程及边界条件
2.3 频域分析理论
2.3.1 波面计算
2.3.2 水动力系数计算
2.4 时域非线性计算理论
2.4.1 悬链线理论
2.4.2 时域运动方程
2.4.3 结构连接方法
2.5 本章小结
3 数值模型的建立与验证
3.1 AQWA简介
3.2 数值模型参数设计
3.2.1 柔性多浮筒防波堤参数
3.2.2 数值模型建立
3.3 模型验证
3.3.1 消浪性能
3.3.2 运动响应
3.3.3 缆绳受力
3.4 本章小结
4 规则波作用下三维浮堤的水动力特性
4.1 三维浮堤模型参数
4.2 消浪性能影响因素分析
4.3 水动力特性历时分析
4.3.1 浮堤运动的基本现象
4.3.2 缆绳受力历时分析
4.4 运动响应影响因素分析
4.5 缆绳受力影响因素分析
4.6 本章小结
5 不规则波作用下三维浮堤的水动力特性
5.1 水动力特性历时分析
5.1.1 运动响应历时分析
5.1.2 缆绳受力历时分析
5.2 运动响应影响因素分析
5.3 缆绳受力影响因素分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Numerical and Experimental Investigation of Interactions Between Free-Surface Waves and A Floating Breakwater with Cylindrical-Dual/Rectangular-Single Pontoon[J]. JI Chun-yan,YANG Ke,CHENG Yong,YUAN Zhi-ming. China Ocean Engineering. 2018(04)
[2]一种新型浮式防波堤的消浪特性研究[J]. 沈文君,曲健冰,李焱,高峰. 水道港口. 2016(03)
[3]■型浮箱式防波堤消浪特性试验研究[J]. 李松喆,李焱,刘海源,郑金海,高峰. 水道港口. 2016(02)
[4]斜向波浪作用下双层水平板式防波堤消防浪性能试验研究[J]. 顾倩,张宁川. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2016(02)
[5]“■”型浮箱式防波堤运动特性和锚链力试验[J]. 李焱,肖辉,李松喆,高峰. 水道港口. 2015(06)
[6]双浮箱-双水平板式浮式防波堤试验研究[J]. 杨彪,陈智杰,王国玉,王永学. 水动力学研究与进展A辑. 2014(01)
[7]Experimental Study of A Pile-Restrained Floating Breakwater Constructed of Pontoon and Plates[J]. 王永学,董华洋,刘冲. China Ocean Engineering. 2010(01)
[8]一种新型浮式防波堤的试验研究[J]. 王环宇,孙昭晨. 港工技术. 2009(04)
[9]Analysis of Responses of Floating Dual Pontoon Structure[J]. 翁文凯,周宗仁. China Ocean Engineering. 2007(01)
[10]板-网结构浮式防波堤消浪性能的试验研究[J]. 董国海,郑艳娜,李玉成,关长涛,林德芳. 工程力学. 2006(07)
硕士论文
[1]橡胶浮筒式防波堤的水动力性能研究[D]. 李令闯.大连理工大学 2017
[2]柔性多浮筒防波堤水动力特性试验研究[D]. 田永进.大连理工大学 2016
[3]废旧轮胎式浮防波堤模型试验设计与性能研究[D]. 张余.大连理工大学 2009
本文编号：3234688
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本文主要工作
2 水动力计算理论
2.1 坐标系定义
2.2 波浪理论
2.2.1 线性波理论
2.2.2 Stokes二阶波理论
2.2.3 海浪谱
2.2.4 控制方程及边界条件
2.3 频域分析理论
2.3.1 波面计算
2.3.2 水动力系数计算
2.4 时域非线性计算理论
2.4.1 悬链线理论
2.4.2 时域运动方程
2.4.3 结构连接方法
2.5 本章小结
3 数值模型的建立与验证
3.1 AQWA简介
3.2 数值模型参数设计
3.2.1 柔性多浮筒防波堤参数
3.2.2 数值模型建立
3.3 模型验证
3.3.1 消浪性能
3.3.2 运动响应
3.3.3 缆绳受力
3.4 本章小结
4 规则波作用下三维浮堤的水动力特性
4.1 三维浮堤模型参数
4.2 消浪性能影响因素分析
4.3 水动力特性历时分析
4.3.1 浮堤运动的基本现象
4.3.2 缆绳受力历时分析
4.4 运动响应影响因素分析
4.5 缆绳受力影响因素分析
4.6 本章小结
5 不规则波作用下三维浮堤的水动力特性
5.1 水动力特性历时分析
5.1.1 运动响应历时分析
5.1.2 缆绳受力历时分析
5.2 运动响应影响因素分析
5.3 缆绳受力影响因素分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Numerical and Experimental Investigation of Interactions Between Free-Surface Waves and A Floating Breakwater with Cylindrical-Dual/Rectangular-Single Pontoon[J]. JI Chun-yan,YANG Ke,CHENG Yong,YUAN Zhi-ming. China Ocean Engineering. 2018(04)
[2]一种新型浮式防波堤的消浪特性研究[J]. 沈文君,曲健冰,李焱,高峰. 水道港口. 2016(03)
[3]■型浮箱式防波堤消浪特性试验研究[J]. 李松喆,李焱,刘海源,郑金海,高峰. 水道港口. 2016(02)
[4]斜向波浪作用下双层水平板式防波堤消防浪性能试验研究[J]. 顾倩,张宁川. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2016(02)
[5]“■”型浮箱式防波堤运动特性和锚链力试验[J]. 李焱,肖辉,李松喆,高峰. 水道港口. 2015(06)
[6]双浮箱-双水平板式浮式防波堤试验研究[J]. 杨彪,陈智杰,王国玉,王永学. 水动力学研究与进展A辑. 2014(01)
[7]Experimental Study of A Pile-Restrained Floating Breakwater Constructed of Pontoon and Plates[J]. 王永学,董华洋,刘冲. China Ocean Engineering. 2010(01)
[8]一种新型浮式防波堤的试验研究[J]. 王环宇,孙昭晨. 港工技术. 2009(04)
[9]Analysis of Responses of Floating Dual Pontoon Structure[J]. 翁文凯,周宗仁. China Ocean Engineering. 2007(01)
[10]板-网结构浮式防波堤消浪性能的试验研究[J]. 董国海,郑艳娜,李玉成,关长涛,林德芳. 工程力学. 2006(07)
硕士论文
[1]橡胶浮筒式防波堤的水动力性能研究[D]. 李令闯.大连理工大学 2017
[2]柔性多浮筒防波堤水动力特性试验研究[D]. 田永进.大连理工大学 2016
[3]废旧轮胎式浮防波堤模型试验设计与性能研究[D]. 张余.大连理工大学 2009
本文编号：3234688
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3234688.html
