水下上弧形板结构水动力特性研究

发布时间：2017-09-12 14:36

  本文关键词：水下上弧形板结构水动力特性研究

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【摘要】：板式防波堤作为一种相对经济的防波堤结构形式,既可以布置在深海海域用来降低波浪对水工建筑物的直接破坏,也可以布置在近海岸或者港口等海域来防止波浪对水域内建筑物的侵蚀。本文提出了一种新型的板式结构防波堤——上弧形板结构。为研究这种新型结构的消波特性和消波机理,研究中依据有限水深下波浪的绕射、辐射理论,应用边界单元方法,重点分析了这种新型结构的相关水动力系数、运动响应和速度流场,并通过与另外三种板式防波堤结构(下弧形板结构,单板结构,双层板结构)的对比,验证了这一新型结构具有良好的消波效果,同时研究中还着重分析了结构弧形角度变化对这一种新型防波堤结构消波特性的影响。研究发现：(1) 上弧形板结构在中波段时,当潜深波高比为0.1时,消波效果比其他三种结构增强10%左右。(2) 弧板角度变化对水动力系数影响明显。(3) 通过对上弧形板结构的速度流场分析,发现上弧形板结构上部有明显回流。
【关键词】：上弧形板结构 边界单元法 水动力系数 流场分析
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U656.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 研究背景及意义8-10
• 1.2 国内外有关板式防波堤及水动力系数的研究概况10-12
• 1.2.1 国外部分10-11
• 1.2.2 国内部分11-12
• 1.3 本文研究的内容和结构框架12-13
• 2 板式防波堤的数值模型与边界元基本理论13-30
• 2.1 数学模型13-18
• 2.1.1 坐标系的定义13-14
• 2.1.2 控制方程及边界条件14-18
• 2.2 边界积分方程18-20
• 2.3 附加质量和阻尼系数20-21
• 2.4 绕射和散射波浪力21-22
• 2.4.1 绕射和散射波浪力21-22
• 2.4.2 Haskind(哈斯金特)关系式22
• 2.5 透射系数R_T和反射系数R_F22-24
• 2.6 物体运动方程24-26
• 2.7 流场分析26-27
• 2.8 边界元基本理论与网格划分27-30
• 2.8.1 离散化单元27-29
• 2.8.2 流场速度计算公式29-30
• 3 算例验证30-32
• 3.1 与Hsu H H的模拟结果对比30-31
• 3.2 与Patarapanich M的模拟结果对比31-32
• 4 不同结构的水动力系数结果与分析32-40
• 4.1 数学模型示意图32-33
• 4.2 计算区域的网格33
• 4.3 透射系数、反射系数计算结果分析33-34
• 4.4 附加质量、阻尼系数计算结果分析34-36
• 4.5 波浪力计算结果分析36-38
• 4.6 运动响应计算结果分析38-39
• 4.7 小结39-40
• 5 不同角度的上弧形板结构水动力系数结果与分析40-47
• 5.1 透射系数、反射系数计算结果分析40-41
• 5.2 附加质量、阻尼系数计算结果分析41-43
• 5.3 波浪力计算结果分析43-45
• 5.4 运动响应计算结果分析45-46
• 5.5 小结46-47
• 6 流场计算结果分析47-55
• 6.1 Ka=0.6时的流场计算结果分析47-50
• 6.2 Ka=1.0时的流场计算结果分析50-52
• 6.3 Ka=1.4时的流场计算结果分析52-54
• 6.4 小结54-55
• 7 结论与展望55-57
• 7.1 研究结论55-56
• 7.2 展望56-57
• 参考文献57-60
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况60-61
• 致谢61-62

【参考文献】

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1 许旺;平板与立板型防波堤水动力特性研究[D];大连理工大学;2009年

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本文编号：837832