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《大连理工大学》 2010年 硕士论文
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双浮筒—水平板式浮防波堤的数值研究

肖霄  
【摘要】: 由于浮式防波堤具有构造简单、造价低廉、施工方便、拆迁容易等优点,近年来引起工程界和研究人员的密切关注。但是长期困扰浮式防波堤作为永久性防浪设施的主要原因是目前的浮式防波堤结构对短周期波浪的掩护效果尚好,但对长周期波浪的透过率仍然很高。为此,很多学者采取了各种结构优化措施,例如单方箱-水平板式浮防波堤或者双浮筒浮防波堤等。本文结合上述两种结构形式的浮防波堤,采用数值模型探讨了双浮筒-水平板式浮防波堤的水动力特性。 本文应用边界元方法研究了时域内的波浪与双浮筒-水平板式浮防波堤相互作用的问题。采用静态悬链线法计算锚链力。通过刚体的时域运动方程求解出双浮筒-水平板式浮防波堤的运动响应,进而求得透射系数和锚链力,通过与实验结果对比验证了该数学模型的正确性。 应用该数学模型,比较了单方箱-水平板式浮防波堤、双浮筒浮防波堤、双浮筒-水平板式浮防波堤的水动力特性。结果表明,双浮筒-水平板式浮防波堤的消浪效果最好,且锚链力相对较小,即使是在长周期波浪作用下,双浮筒-水平板式浮防波堤的透射系数也不超过0.6。 通过改变双浮筒-水平板式浮防波堤的相对吃水、相对波高、相对间距这些参数,探讨了双浮筒-水平板式浮防波堤的水动力特性的变化规律。结果表明:增大浮箱的相对吃水、相对间距以及较小的相对波高均可以减小双浮筒-水平板式浮防波堤的透射系数。另外,浮箱间距与浮箱宽的比值为0.5时,是消浪效果最优的双浮筒-水平板式浮防波堤的结构尺寸。较大的相对波高、较大的相对吃水、较大的相对间距均增大模型的运动量和锚链力。总的说来,双浮筒-水平板式浮防波堤的水动力特性与单方箱浮防波堤相似。


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