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基于质量源方法的斜坡堤越浪数值研究
| 论文题名： | 基于质量源方法的斜坡堤越浪数值研究 |
| 关键词： | 斜坡堤;越浪数值;源造波;质量源方法;物模试验 |
| 摘要： | 斜坡堤是近海沿海地区抵御海浪灾害的有效屏障，是人工掩护的沿海港口的重要组成部分。越浪量是斜坡堤设计的一个重要参数，这个参数主要被用于确定斜坡堤的堤顶高程。综合考虑结构的安全性和经济成本，预测斜坡堤在各种情况下的越浪量和制定其允许越浪量标准就显得格外的重要。 本文利用FLUENT软件，基于粘性不可压缩流体的雷诺时均N-S方程和k-ε湍流模型，采用有限体积法对控制方程进行离散，建立数学模型。基于质量源造波、动量源消波的方法，采用VOF方法捕捉自由表面，开发了无反射造波的二维数值波浪水槽，在不增加水槽长度的前提下实现了造波的长历史性。通过分别模拟规则波和不规则波，并且与理论值对比，验证了该数值波浪水槽的精确性。 利用所建立的数值波浪水槽模拟规则波作用下斜坡堤的越浪，其中包括无胸墙斜坡堤和有胸墙斜坡堤。通过分解其中一个周期的过程矢量图，分析波浪在越浪过程中的运动特性。模拟了文献中部分工况，并将数模计算越浪量与物模试验结果对比，二者吻合良好，趋势一致，验证了该模型在处理斜坡堤越浪问题方面的有效性和精确性，具有一定工程适用性。 接着进行不规则波在斜坡堤上越浪量的研究，通过建立模型，分别讨论了相对顶高、斜坡坡比和相对水深等因素与平均越浪量的关系，将数值计算结果与文献结果对比，二者吻合良好，趋势一致。 |
| 作者： | 黄宁 |
| 专业： | 港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 孙大鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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