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新型开孔防波堤水动力特性比较及数值模拟研究
| 论文题名： | 新型开孔防波堤水动力特性比较及数值模拟研究 |
| 关键词： | 开孔防波堤;反射系数;水动力特性;数值模拟;消能效果 |
| 摘要： | 本文提出一种新型防波堤，并对其进行水动力特性的研究及数值模拟分析。新型开孔防波堤防波堤是基于半圆形防波堤、弧面格型防波堤及直立式防波堤的结构特点进行结构创新而设计。集合了三者的优点:外观性好，工程量相对较小，受力性和稳定性比较好等特点。 首先，本文通过对防波堤的创新发展进行系统的研究学习，在结构上确定本文研究的防波堤的结构特点，新型防波堤由有开孔的圆形弧面及临港测的沉箱结构以及底板三部分组成。然后本文通过物理模型试验对新型防波堤的水动力特性及消能效果进行研究:对反射系数随波高、水深、周期等波要素的变化趋势进行了系统的比较研究。同时对开孔率和弧面内填料大小等因素对反射系的影响进行了在数值上和随因素的变化趋势上进行了比较研究。发现反射系数的变化趋势受到波况和结构的综合影响，由于水深、波高及周期的改变，波浪的波能集中层作用在弧面的位置不同，反映出来的反射系数变化及数值不是统一的趋势。圆形弧面上的水压随因素变化比反射系数随因素变化比较简单，随着水深、波高及周期的增加整体上是递加的趋势。同时在数值上与参照半圆型防波堤的推导方法，从直立堤的理论水压出发，发现试验所测的水压值是同等波况条件下的半圆形防波堤的1.06-3.0倍左右，比值相对较大的点主要表现在静水面与防波堤弧面接触位置。 采用Flow-3D数值模拟软件建立数值模型，对物理模型试验选用的工况进行数值模型验证:所测点数值及变化两者基本符合。通过数值模拟软件细化各因素的变化步长，更加深入的观察和了解防波堤的反射系数变化趋势和圆弧面上的水压数值及变化趋势，同时观测防波堤附近的流场情况。 |
| 作者： | 张建球 |
| 专业： | 港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 赵利平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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