畸形波对水平板式结构作用的数值模拟研究

发布时间：2020-12-04 01:17

　　波浪冲击荷载问题是海洋工程领域的传统问题,但它同时又一直是一个前沿问题,因为随着人们对海洋环境更深入的认识,波浪冲击荷载问题又不断地出现新的挑战。这其中就包括近年来才被广泛关注的畸形波。畸形波是一种波高巨大的极端波浪,对海洋结构物和船舶均会产生巨大的破坏力。虽然国内外已有一些学者开展了畸形波与结构物相互作用的研究工作,但是大多仅限于圆柱体结构和船体结构,畸形波对板式结构物冲击作用的系统研究还有待发展。本文首先基于VOF法构建了可定时定点再现海洋畸形波现象的数值波浪环境,进而分别对简单水平板和复杂板式结构物--桥梁上部结构在畸形波作用下的受力特性进行了探索性的研究。得到的主要结果如下:（1）利用现有的模拟畸形波的理论模型成功地构建了可定时定点再现海洋畸形波现象的数值波浪环境,得到了满足严格定义且与理论值吻合良好的畸形波。同等尺度的畸形波与规则波对简单水平板的冲击过程存在较大差异,二者的板下最大冲击压强之比近1.13,若取较稳定的冲击压强三分之一峰值和平均值作为特征值,则二者的比值可以达到1.63和1.90,可见畸形波相比规则波危害更大。（2）在本文的试验范围内,畸形波对简单水平板的冲击压... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

飓风Katrina引发的巨浪造成的桥梁毁坏[2]

北海“新年波”

）和有限体积法（FVM）。Fluent 软件就是采用其中的有限体积法。有思想是将计算域划分成一系列控制体积，并将守恒型的控制方程对控制出离散方程，从而可以保证离散方程在整个计算域都守恒。 2-1 是二维问题的有限体积法计算网格示意图，实线的交点是计算节点的小方格是控制体积。将控制体积的界面放置在相邻两个节点中间的位点有一个控制体积包围。图中给出了节点 P 的控制体积。控制体积的东别用 e、w、s 和 n 来表示。Δx 和Δy 分别表示控制体积在 x 与 y 方向的宽了便于推导，我们将 2.1 节的控制方程写成更一般的形式，中，从左到右分别为瞬态项、对流项、扩散项和源项；Φ为广义变量；广义扩散系数；S 是广义源项。 divudivgrandStu


本文编号：2896776