帶離岸式潛堤的斜坡堤越浪數(shù)值模擬研究.pdf

1、海堤工程一般指為了抵擋外海來(lái)波對(duì)海岸的沖擊,保證堤后安全的近海工程結(jié)構(gòu)。當(dāng)帶著巨大能量的波浪從外海傳到近岸時(shí),會(huì)對(duì)海灘和近岸建筑物造成一定沖擊,在某些條件下還會(huì)產(chǎn)生越浪,造成堤后的農(nóng)田、道路和建筑的淹沒(méi),甚至形成嚴(yán)重的生命及財(cái)產(chǎn)損失。在海堤前加設(shè)潛堤能有效減小波浪對(duì)海堤的沖擊并能減少堤后的越浪量,這種帶離岸式港堤的海堤在許多實(shí)際海岸工程中得到應(yīng)用,尤其是軟基海岸防護(hù)工程中。在工程設(shè)計(jì)中,如何選擇潛堤的斷面形式、高程、頂寬及與主堤距離,使

2、工程結(jié)構(gòu)既能滿足自身安全性及穩(wěn)定性的同時(shí)又能降低工程成本,提高經(jīng)濟(jì)性,是我們研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。
　　本文基于不可壓縮粘性流體的N-S方程,采用有限體積法離散控制方程,使用VOF方法跟蹤自由面的變化,建立了數(shù)值波浪水槽并驗(yàn)證造波與消波的有效性,將此方法應(yīng)用于簡(jiǎn)單斜波堤越浪的數(shù)值模擬中,將越浪量的計(jì)算結(jié)果同T.saville物理模型實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及Hu et al.(2000)模型AMAZON的計(jì)算結(jié)果作對(duì)比,發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)吻合良好,證明本文數(shù)值模

3、擬方法的正確性。
　　本文通過(guò)對(duì)帶離岸式潛堤的斜波堤越浪的數(shù)值模擬,得出潛堤斷面形式、高程、項(xiàng)寬、潛堤與主堤距離對(duì)主堤的越浪有顯著的影響,分析發(fā)現(xiàn):相同條件下,1)無(wú)潛堤作用下主堤越浪量明顯大于有潛堤作用下主堤的越浪量;2)斜坡型潛堤比矩型潛堤更能有效減少主堤越浪量;3)潛堤的高程越大主堤的越浪量越少;4)潛堤的頂寬越大主堤的越浪量越少;5)潛堤與主堤間距對(duì)主堤越浪量具有顯著的影響,在一個(gè)波長(zhǎng)距離范圍內(nèi),主堤越浪量隨著潛堤與主堤距