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植物消浪护岸动力机制理论分析与模型实验研究

杨建民  
【摘要】:我国有漫长的海岸线和广阔的内陆江、河、湖泊水域,水流在河、湖、海岸滩上传播变形的现象可以理论化为波浪在倾斜水底上的演化。波浪在渐变水深上传播变形,各种波浪要素会发生改变,是一个复杂的非线性问题,与泥沙冲淤、岸线变迁、堤岸稳定以及建筑物安全等工程问题密切相关。 本文建立波浪在斜坡上传播的控制方程及边界条件,应用摄动理论求解非线性解,通过对数坐标变换将角形域变换为带形域,经过严密的理论推导,得到了一阶精确解和二阶近似解。计算结果表明在波浪传播的短时间内和实际现象比较相符。 针对波浪经过植物区域时,在控制方程中加入反映植物拖曳力作用的水流阻力系数 一项,应用同样的方法,得出新的理论近似解并确定了 的取值范围。 与波浪在岸滩传播密切相关的就是各种消浪护岸技术,在日益提倡绿色环保的当今和未来,植物消浪护岸技术普遍受到重视和应用,实践证明,这种绿色护岸技术在消浪、促淤、固岸各方面都具有巨大的作用。 本文对植物消浪护岸这一问题进行量纲分析,选取主要影响因素,确定合适的几何比尺,在水槽中开展物理模型实验,得到了可靠的测量数据,并对测量数据和图线做了定性和定量的分析。


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