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板-箱组合浮式防波堤构型设计与实验研究
| 论文题名： | 板-箱组合浮式防波堤构型设计与实验研究 |
| 关键词： | 浮式防波堤;构型设计;透射系数;防波效果;数值模拟 |
| 摘要： | 浮动式防波堤与固定式防波堤相比，具有建造环境不受限制、水质交换能力强、移动便捷、安装方便等特点。因其显著的优势，浮式防波堤受到了广泛的关注。随着南海开发与利用步伐的加快，相应的护岸、护港工程设施必不可少。本文以南海岛礁浮式结构物防波技术为背景，对板-箱组合浮式防波堤进行构型优化设计分析和系统模型实验研究。 研究了波浪环境理论研究了浮体与波浪相互作用问题，给出了南海西沙群岛附近地形地貌与波浪海况。研究了水平板-箱结构二维防波堤模型实验。利用二维简单格林函数的边界元法(BEM)编制了数值计算程序，将二维模型实验结果与数值模拟结果进行了比较，两者透射系数吻合良好，反射系数误差较大，是由粘性耗散引起的。分析了不同板长和吃水对防波效果的影响，增加板长和吃水有助于降低透射系数。研究了不同板-箱组合防波堤构型的防波效果，并对其进行了比较分析，结果表明组合板-箱结构相对于箱型防波堤具有明显的优势。 本文分析了3种防波堤单元模块之间的连接方式，并对其优缺点进行了对比。进行了防波堤系统的锚泊设计，对防波堤的各个部分建造使用材料进行了说明。进行了水平板-箱浮式防波堤三维模型实验研究，处理分析得到了保护区域波浪场透射系数、防波堤运动和锚链受力情况。结果表明，无论横浪还是斜浪状态，水平板-箱系统浮式防波堤透射系数随着波浪周期的增大而上升，达到峰值后缓慢减小。波高对防波堤的透射系数影响不明显。同波高下，波浪周期越大，模型六自由度运动越剧烈，系泊张力也随之增大，共振频率附近，达到最大值，而后缓慢减小。同周期下，模型六自由度运动和系泊张力随着波高增大而缓慢增加。斜浪和横浪状态相比，堤后透射系数横浪状态大于斜浪状态，模型运动和系泊张力横浪状态略小于斜浪状态。 通过对板-箱组合浮式防波堤的应用环境分析、构型设计、数值模拟、锚泊分析、连接分析、材料选取、实验验证、三维分析等流程设计分析，得到了整个防波堤整体设计流程与方法，为防波堤的设计提供了参考与依据。 |
| 作者： | 徐树鹏 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 段文洋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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