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防波堤对近岸波生流及其作用下泥沙输运影响的数值模拟研究
| 论文题名： | 防波堤对近岸波生流及其作用下泥沙输运影响的数值模拟研究 |
| 关键词： | 缓坡方程;水动力;波生流;数值模拟;防波堤;泥沙输运 |
| 摘要： | 近岸波浪及波浪破碎后产生的近岸流是近岸泥沙输运的重要水动力因素。其中波浪在近岸区域的掀沙作用比较明显，波浪破碎所产生的近岸流起着关键的输沙作用。防波堤对海岸工程和海床冲淤的防护具有非常重要的作用。因此，研究防波堤对近岸波浪、近岸流及其作用下泥沙输运的影响，对于准确研究海岸线的侵蚀与淤积，进一步解决相应的实际工程问题具有非常重要的意义。 本文基于近岸波浪模型、近岸流模型及泥沙输运模型对近岸波浪、近岸流及防波堤对近岸流和泥沙输运过程的影响进行了数值模拟研究。研究中，首先基于全面考虑近岸波浪折射、绕射效应的抛物型缓坡方程、考虑波浪影响效应的平面二维浅水方程，建立了近岸波浪及波生流数值模型。应用所建模型对土耳其地中海的Obak(o)y海岸波浪、波生近岸流进行了数值模拟，验证分析了模型在实际近岸海域的有效性和适用性，并对该海岸波浪沿不同方向入射时破碎所形成的近岸波流场进行了讨论分析。 在近岸波浪及近岸流数值模型研究的基础上，结合平面二维悬沙和底沙输运方程及海岸演变模型，建立了近岸波流场中的泥沙输运及海岸演变数值模型。采用著名的LSTF波浪和近岸流作用下的泥沙输运物理模型试验结果对所建数值模型进行了分析验证。在此基础上，应用所建数值模型模拟并分析了不同波浪入射条件和防波堤布置方式对近岸波生流及其作用下泥沙输运的影响。 研究结果表明，本文所建数值模型可以有效地用于模拟近岸波浪和近岸流及其影响下的泥沙输运和海岸演变过程;合理的防波堤布置方式可以有效地防护近岸波浪和近岸流对岸滩的侵蚀。 |
| 作者： | 吕义港 |
| 专业： | 港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 唐军 |
| 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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