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《大连理工大学》 2012年
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动量源方法模拟斜坡堤爬高和越浪

杨锦凌  
【摘要】:对于斜坡式的防浪建筑物,越来越多的学者和研究人员通过物理和数值波浪水槽模拟爬高和越浪,数值模拟具有实验室的物模实验无法比拟的优点,如费用低、不受场地因素限制、减小模型比尺效应带来的误差等等。因此,通过数值手段模拟斜坡堤的爬高和越浪正在被越来越多的学者所采用。 本文基于FLUENT软件,采用k-ε湍流模型和有限体积法,采用VOF方法捕捉自由表面,由连续性方程和动量方程推导出源项表达式,利用FLUENT的UDF宏编写程序,在数值水槽内实现造波和消波,通过计算的结果表明:本文应用的动量源造波方法较质量源造波方法一方面可以消除波浪遇结构物传到造波区的二次反射波,实现了波浪的长历时性。另一方面减小了数值波浪水槽的长度,因此减小了波浪在数值水槽内传播而出现的沿程衰减,实现了数值计算的精确性和高效性。 通过本文方法建立的无反射数值波浪水槽,依据文献中所采用的模型,验证了依据本文动量源数值波浪水槽模拟斜坡堤爬高和越浪的正确性。分别分析了越浪量的影响因素如平台宽度、平台超高和来波波陡,模拟了在有胸墙和无胸墙时,多组工况下的斜坡堤越浪量,通过绘制爬高和越浪矢量图,系统的分析了波浪在一个周期内的爬高和越浪的全部运动特性,最后通过本文的数值模拟结果和文献中的结果相对比,二者趋势一致,结果吻合良好,表明本文建立的无反射数值波浪水槽能够实现计算的精确性和高效性,对于工程实际的研究具有指导作用。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TV139.2

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 石瑞祥,周宗仁,尹彰;二维数值造波水槽不规则波之数值研究[J];燕山大学学报;2004年02期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 任效忠;王永学;王国玉;;波浪对准椭圆沉箱作用的三维数值计算模型[A];第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上册)[C];2009年
6 张娜;张文忠;曲淑媛;;潜堤及透浪式建筑物的平面二维波浪数值模拟[A];第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上册)[C];2009年
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10 周晓泉;复杂边界条件下的三维紊流数值模拟研究[D];四川大学;2003年
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9 王鹏;基于FLUENT的海堤越浪数值模拟[D];大连理工大学;2011年
10 侯鹏;基于神经网络算法的防波堤波浪力计算[D];中国海洋大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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2 李本霞;斜向和多向不规则波对直立堤作用的研究[D];大连理工大学;2003年
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 范红霞;斜坡式海堤越浪量及越浪流试验研究[D];河海大学;2006年
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【相似文献】
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10 刘娅君;碟型越浪式波能发电装置的系统设计及优化研究[D];中国海洋大学;2011年
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1 杨锦凌;动量源方法模拟斜坡堤爬高和越浪[D];大连理工大学;2012年
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9 焦颖颖;新型弧形返浪墙水动力数值模拟[D];上海交通大学;2007年
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