新型開(kāi)孔防波堤水動(dòng)力特性比較及數(shù)值模擬研究.pdf

1、本文提出一種新型防波堤，并對(duì)其進(jìn)行水動(dòng)力特性的研究及數(shù)值模擬分析。新型開(kāi)孔防波堤防波堤是基于半圓形防波堤、弧面格型防波堤及直立式防波堤的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)創(chuàng)新而設(shè)計(jì)。集合了三者的優(yōu)點(diǎn):外觀性好，工程量相對(duì)較小，受力性和穩(wěn)定性比較好等特點(diǎn)。
　　 首先，本文通過(guò)對(duì)防波堤的創(chuàng)新發(fā)展進(jìn)行系統(tǒng)的研究學(xué)習(xí)，在結(jié)構(gòu)上確定本文研究的防波堤的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，新型防波堤由有開(kāi)孔的圓形弧面及臨港測(cè)的沉箱結(jié)構(gòu)以及底板三部分組成。然后本文通過(guò)物理模型試驗(yàn)對(duì)新型

2、防波堤的水動(dòng)力特性及消能效果進(jìn)行研究:對(duì)反射系數(shù)隨波高、水深、周期等波要素的變化趨勢(shì)進(jìn)行了系統(tǒng)的比較研究。同時(shí)對(duì)開(kāi)孔率和弧面內(nèi)填料大小等因素對(duì)反射系的影響進(jìn)行了在數(shù)值上和隨因素的變化趨勢(shì)上進(jìn)行了比較研究。發(fā)現(xiàn)反射系數(shù)的變化趨勢(shì)受到波況和結(jié)構(gòu)的綜合影響，由于水深、波高及周期的改變，波浪的波能集中層作用在弧面的位置不同，反映出來(lái)的反射系數(shù)變化及數(shù)值不是統(tǒng)一的趨勢(shì)。圓形弧面上的水壓隨因素變化比反射系數(shù)隨因素變化比較簡(jiǎn)單，隨著水深、波高及周期的

3、增加整體上是遞加的趨勢(shì)。同時(shí)在數(shù)值上與參照半圓型防波堤的推導(dǎo)方法，從直立堤的理論水壓出發(fā)，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)所測(cè)的水壓值是同等波況條件下的半圓形防波堤的1.06-3.0倍左右，比值相對(duì)較大的點(diǎn)主要表現(xiàn)在靜水面與防波堤弧面接觸位置。
　　 采用Flow-3D數(shù)值模擬軟件建立數(shù)值模型，對(duì)物理模型試驗(yàn)選用的工況進(jìn)行數(shù)值模型驗(yàn)證:所測(cè)點(diǎn)數(shù)值及變化兩者基本符合。通過(guò)數(shù)值模擬軟件細(xì)化各因素的變化步長(zhǎng)，更加深入的觀察和了解防波堤的反射系數(shù)變化趨勢(shì)和圓弧