拋石防波堤內波浪運動的研究.pdf

1、該文拋棄均質滲流假定,對拋石防波堤內波浪運動的問題進行了研究.根據拋石防波堤內塊體隨機堆放的特點生成斷面,將塊石體視為固壁邊界,對塊體以外的流體區(qū)域劃分網格,用有限單元法對堤內外的波浪場進行計算.用Fluent軟件計算拋石堤內的波浪滲流場,整個計算域為氣液兩相流動,自由表面的處理采用VOF法.為了驗證Fluent軟件的有效性,該文設計了相應的實驗.通過計算結果與實驗結果的對比可知,用Fluent軟件解決拋石堤內的波浪滲流問題是切實可行的

2、.對不同孔隙率、不同塊體粒徑的拋石防波堤進行了大量的計算.計算結果表明拋石防波堤內塊體的受力受到很多因素的影響:如防波堤孔隙率、斷面形式、塊體平均半徑及半徑標準差、塊體的堆放形式以及波浪條件如波高、波周期和波長等.拋石堤后透射波浪與防波堤的孔隙率以及波長等因素有關,孔隙率越大波長越長透射系數(shù)也越大,一般透射系數(shù)較小.從防波堤內部的滲流壓力場來看,不同位置的壓力變化很大,堤前靠近自由水面處受到很大的動水壓力,這是整個防波堤中波浪作用最劇烈

3、的區(qū)域,堤后靠近自由水面的位置以及堤前堤腳處滲流壓力也較大.從單個塊體的受力來看,不同時刻不同位置的塊體受力差異很大.同一時刻,堤前靠近自由水面位置的塊體受力最大,有時可能是堤內第二、第三層的塊體受力最大;一般只有少數(shù)幾個塊體受力較大,大部分塊體所受滲流壓力較小.不同時刻塊體受力的最大值也有很大的變化,但受力最大的塊體位置較為固定,幾個塊體輪流出現(xiàn)最大值.從不同模型的計算結果可知,塊體的最大受力隨著防波堤孔隙率以及塊體平均半徑的增加而減