防浪堤抗波浪沖擊能力數(shù)值計算方法與應(yīng)用.pdf

1、隨著氣候變暖、海平面上升、臺風(fēng)颶風(fēng)、厄爾尼諾現(xiàn)象、潮漲潮落等海洋氣候變化，大風(fēng)浪對沿海設(shè)施造成無休止的沖擊，對目標(biāo)結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重破壞并帶來巨大的生命財產(chǎn)損失，沿海防浪設(shè)施研究成為國際上的熱點課題。目前，采用數(shù)值模擬方法進(jìn)行波浪沖擊問題研究已必不可少，如何真實反映波浪沖擊作用下防浪堤復(fù)雜結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)越來越受到重視。
　　本文將波浪與防浪堤結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)作為統(tǒng)一系統(tǒng)，提出了波浪－復(fù)雜結(jié)構(gòu)動態(tài)耦合系統(tǒng)的三維精細(xì)數(shù)值模擬方法，實現(xiàn)了推板造波

2、、波浪傳播及其與結(jié)構(gòu)各個組成部件相互作用的完整過程，并將該方法在物模試驗中得到了驗證，并在秦山一期加高后防浪堤抗波浪沖擊響應(yīng)研究中進(jìn)行了應(yīng)用。主要研究內(nèi)容包括：
　　進(jìn)行了物理模型試驗的整體布置、試驗采用的設(shè)備和量測儀器、模型制作、試驗水文工況和試驗數(shù)據(jù)的處理；在波浪水槽中模擬波浪，通過測量傳感器、數(shù)據(jù)采集、和存儲設(shè)備，并經(jīng)過試驗數(shù)據(jù)的處理和分析，得到模型在沖擊作用下的動力響應(yīng)特性。
　　研究了波浪－復(fù)雜結(jié)構(gòu)動態(tài)耦合系統(tǒng)的數(shù)

3、值建模方法。水體及周圍的空氣介質(zhì)采用多物質(zhì) ALE網(wǎng)格描述，結(jié)構(gòu)采用Lagrangian網(wǎng)格描述，通過在流場與結(jié)構(gòu)之間定義三維耦合面，建立能量守恒的罰函數(shù)耦合模型實現(xiàn)二者的動態(tài)交互，結(jié)構(gòu)系統(tǒng)內(nèi)各構(gòu)件的相互作用關(guān)系則采用三維接觸模型模擬。
　　基于上述數(shù)值模擬方法，建立了水槽波浪－物模耦合系統(tǒng)的全三維精細(xì)有限元模型。數(shù)值模擬真實再現(xiàn)了水槽試驗中波浪與復(fù)雜防浪堤系統(tǒng)的相互作用過程。研究了波浪作用下防浪堤系統(tǒng)各部件的動力響應(yīng)，得到了與試