多阶亲水平台护岸水动力特性数值试验

发布时间：2024-05-15 01:35

　　亲水型护岸是当前海岸工程中的热点问题之一,与传统型式的护岸结构相比,亲水型护岸在保证防浪消浪、保护岸线等基本功能的前提下,更加注重满足人们对于亲水的需要。现阶段护岸的亲水性设计一般是采用斜坡式护岸,或布置消能效果明显的护面块体、潜堤等辅助结构,来降低护岸的堤顶高程,从而拉近人们与水面的距离,以达到亲水的效果。然而这些护岸型式为满足堤后陆域设施的安全要求,在实际工程应用中护岸顶仍需距离水面一定高度,导致亲水效果大打折扣。本文在分析多个亲水型护岸工程实例的基础上,提出一种带有多阶亲水平台的护岸型式,并在设计平台高程时允许发生越浪,从而大幅提高护岸型式的亲水性能。本文基于开源计算流体力学(CFD)软件OpenFOAM,建立了二维波浪数值水槽模型,对多阶亲水平台护岸发生越浪时亲水平台上的水动力特性进行了数值研究。将二维波浪水槽的数值模拟结果与理论分析结果进行对比,拟合结果良好,表明数学模型可以很好地模拟所需波浪的波高、波长和周期等波要素。应用所建立的数学模型分别对不同水位情况下,两阶亲水平台上的水动力特性进行研究,通过对亲水平台上的波浪增水、越浪打击距离、越浪影响范围、波浪流速等的数值计算结果...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 论文研究背景及意义
    1.2 国内外研究概况与发展趋势
        1.2.1 亲水型护岸的工程实例
        1.2.2 护岸的水动力特性研究现状
        1.2.3 存在的问题
    1.3 本文主要研究内容
2 数学模型的基本原理与方法
    2.1 控制方程
    2.2 流场边界条件
        2.2.1 自由液面边界条件
        2.2.2 造波、消波边界条件
    2.3 数值离散及求解算法
        2.3.1 控制方程离散
        2.3.2 流场求解算法
    2.4 本章小结
3 护岸模型的建立与验证
    3.1 多阶亲水平台护岸结构介绍
    3.2 结构物布置与网格划分
    3.3 试验波要素的模拟与验证
    3.4 本章小结
4 亲水平台1的水动力特性研究
    4.1 数值试验模型设置
    4.2 波浪增水沿程分布计算
    4.3 越浪打击距离计算
    4.4 越浪影响范围计算
    4.5 最大流速沿程分布计算
        4.5.1 最大正向流速沿程分布
        4.5.2 最大负向流速沿程分布
    4.6 本章小结
5 亲水平台2的水动力特性研究
    5.1 数值试验模型设置
    5.2 波浪增水沿程分布计算
    5.3 越浪打击距离计算
    5.4 最大流速沿程分布计算
        5.4.1 最大正向流速沿程分布
        5.4.2 最大负向流速沿程分布
    5.5 阶梯上的压力分布计算
    5.6 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



本文编号：3973707