數(shù)值波浪水槽及其在半圓堤波浪力計算中的應(yīng)用.pdf

1、波浪是海洋中最常見的現(xiàn)象之一，也是海上建筑物所承受的最主要的動力荷載，是設(shè)計海上工程時所需考慮的關(guān)鍵因素。在海岸工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中最關(guān)心的問題之一就是一定波浪條件對堤身的最大作用力。新型半圓型防波堤由于其堤身形狀為半圓形，現(xiàn)有經(jīng)驗或半經(jīng)驗波壓力公式在應(yīng)用上都有一定局限性，特別是在堤頂淹沒情況下尚不能給出十分可靠的總壓力結(jié)果。 本文以不可壓縮黏性流體雷諾平均N-S方程為控制方程，采用κ-ε紊流傳輸模型封閉雷諾應(yīng)力項，采用VOF方法重構(gòu)

2、自由表面，建立了垂向二維數(shù)值波浪水槽。模擬了規(guī)則波與半圓堤的作用過程，結(jié)果表明，單點數(shù)模波壓力過程與物模實測結(jié)果符合良好。研究發(fā)現(xiàn)，數(shù)模計算中若堤后計算區(qū)域設(shè)置過短，堤上越浪可以引起堤后水量累積和水位上升現(xiàn)象，從而造成堤身背浪面壓強總體增大，由此算得的防波堤總水平波浪力最大值偏小16-20％。提出了兩種解決方案，即將堤后計算區(qū)域延長到4～5倍波長，或者在堤后邊界上加吸收層，計算結(jié)果表明，堤身背浪面壓強上升及堤身總水平力下降現(xiàn)象基本消失。