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斜坡堤栅栏板护面消浪效果数值模拟
| 论文题名： | 斜坡堤栅栏板护面消浪效果数值模拟 |
| 关键词： | 防浪墙顶高程;栅栏板护面;边坡糙率;消浪效果;波浪水槽 |
| 摘要： | 在海堤工程中,防浪墙顶高程是一个重要的参数,因为它直接关系到防浪墙的安全和稳定以及工程投资有时还会影响到景观,而波浪爬高是影响这一高程的最主要因素。波浪爬的越高,墙顶高程就越高,为了有效降低墙顶高程,采取一定的消浪措施来减少波浪爬高是必要的,也是科学合理的,这不仅可以减小工程投资,而且还可以提高防浪墙的安全和稳定。波浪在海堤上的爬高实质是水体能量转化的过程,也就是水流的动能转化为势能的过程,波浪爬高时在不同断面处满足伯努利方程,从伯努利方程中可以看出增大护面的糙率可以增大波浪沿程水头损失从而起到消波作用,减少波浪的爬高。 本文主要研究的内容如下: 首先,通过对波浪理论的研究建立波浪的数学模型、选择最优数值算法并阐述线性规则波各要素间的关系。 其次,以Fluent软件为计算平台采用时均形式的N-S方程并结合RNGκ-ε模型作为波浪求解的基本方程,用VOF自由表面跟踪的方法对其进行紊流数值模拟,分别采用仿物理造波和源函数造波建立二维数值波浪水槽,实现了线性规则波的数值造波一消波过程。然后,分别对这两种造波方法进行了理论分析和互相对比得出源函数造波在实际应用中的优越性,并且采用源函数造波法模拟了作用在弧形反浪墙上的作用力并且和实验值进行对比验证了二维数值波浪水槽在实际应用中的可行性。 最后,本文以海堤工程中常用的栅栏板护面为例,研究其糙率对波浪爬高的影响,以及波浪爬高和波高、坡比之间的关系,研究不同边坡糙率的消浪机理。 |
| 作者： | 祁国军 |
| 专业： | 水工结构工程 |
| 导师： | 袁新明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 扬州大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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