新型開孔防波堤水動力特性比較及數(shù)值模擬研究.pdf

1、本文提出一種新型防波堤，并對其進行水動力特性的研究及數(shù)值模擬分析。新型開孔防波堤防波堤是基于半圓形防波堤、弧面格型防波堤及直立式防波堤的結構特點進行結構創(chuàng)新而設計。集合了三者的優(yōu)點:外觀性好，工程量相對較小，受力性和穩(wěn)定性比較好等特點。
　　 首先，本文通過對防波堤的創(chuàng)新發(fā)展進行系統(tǒng)的研究學習，在結構上確定本文研究的防波堤的結構特點，新型防波堤由有開孔的圓形弧面及臨港測的沉箱結構以及底板三部分組成。然后本文通過物理模型試驗對新型

2、防波堤的水動力特性及消能效果進行研究:對反射系數(shù)隨波高、水深、周期等波要素的變化趨勢進行了系統(tǒng)的比較研究。同時對開孔率和弧面內(nèi)填料大小等因素對反射系的影響進行了在數(shù)值上和隨因素的變化趨勢上進行了比較研究。發(fā)現(xiàn)反射系數(shù)的變化趨勢受到波況和結構的綜合影響，由于水深、波高及周期的改變，波浪的波能集中層作用在弧面的位置不同，反映出來的反射系數(shù)變化及數(shù)值不是統(tǒng)一的趨勢。圓形弧面上的水壓隨因素變化比反射系數(shù)隨因素變化比較簡單，隨著水深、波高及周期的

3、增加整體上是遞加的趨勢。同時在數(shù)值上與參照半圓型防波堤的推導方法，從直立堤的理論水壓出發(fā)，發(fā)現(xiàn)試驗所測的水壓值是同等波況條件下的半圓形防波堤的1.06-3.0倍左右，比值相對較大的點主要表現(xiàn)在靜水面與防波堤弧面接觸位置。
　　 采用Flow-3D數(shù)值模擬軟件建立數(shù)值模型，對物理模型試驗選用的工況進行數(shù)值模型驗證:所測點數(shù)值及變化兩者基本符合。通過數(shù)值模擬軟件細化各因素的變化步長，更加深入的觀察和了解防波堤的反射系數(shù)變化趨勢和圓弧