圓弧形護面斜坡式防波堤水動力及消浪特性研究.pdf

1、本文所研究的圓弧形護面斜坡式防波堤克服了傳統(tǒng)護面塊體結構型式的缺陷,在以空心結構型式為主的“第三代"護面塊體思路的引導下,借鑒半圓形防波堤的結構優(yōu)勢作為理論基礎,探索了一種新型開孔式圓弧形防波堤護面塊體結構型式?；诓ɡ怂鄣奈锢砟Ｐ团c數值模擬試驗,對該護面形式與波浪相互作用的水動力及消浪特性進行了綜合試驗及計算分析,給出了該結構型式波浪作用力和消浪效果的內在關系,從而為該結構型式的優(yōu)化設計和工程應用提供了重要的技術依據。得出的主要結論

2、如下:
　　 (1)物理模型試驗中,測量并計算波浪作用下防波堤的點壓強和總波浪力,通過數據分析,探討了波陡、相對波高、相對水深以及開孔率等因素對防波堤所受的波壓力的影響;同時研究分析了圓弧形護面波壓強的分布規(guī)律;通過采集波面信息,計算分析相對超高、波陡等影響因素對圓弧形護面斜坡堤的反射系數和透浪系數的影響。
　　 (2)在水動力分析中,本文通過π定理,對波浪力的無因次參量進行了確定,根據試驗結果對波浪力的各影響因素進行了

3、分析。得出影響圓弧形護面斜坡堤水力特性的因素,除H/L、D/R外,還與H/D有關,且各因素相互關聯(lián)成為有機整體?；谠囼灡疚慕o出波浪力與各影響因素的關系衄線,以及各典型波況下波浪最大波壓力沿護面分布圖,供設計研究參考。
　　 (3)在消浪特性研究方面,本文應用了兩點法計算波浪的反射系數。通過對對防波堤附近波浪形態(tài)進行了描述,給出波浪沿程傳播變形的規(guī)律。分析各影響因素對反射、透射系數的影響規(guī)律,并給出反射、透射系數隨各影響因素變化

4、的關系曲線,得出反射系數影響因素的變化較為明顯,而透射系數則受其影響較小?？偨Y出在相同開孔率條件下,存在一個最佳波況使得防波堤在此時的達到最佳消浪狀態(tài)。文中還推導出防波堤能量轉換公式,對防波堤消能特性進行了分析,給出波能轉化形式的比例圖。
　　 (4)采用VOF法自由面追蹤技術建立三維數值波浪水槽,通過對物理模型試驗工況的計算分析,對物理模型試驗觀測的準確性和對復雜自由液面數值模擬的有效性進行了驗證。分析研究了波浪作用過程中波面