堤前波浪數(shù)值模擬及可視化研究.pdf

1、波浪作用是海堤等近岸建筑物設(shè)計(jì)和施工時(shí)必須重點(diǎn)考慮的問(wèn)題之一，它關(guān)系著沿海地區(qū)的安全。本文建立了堤前波浪數(shù)值模型，并以此為基礎(chǔ)初步設(shè)計(jì)了堤前波浪數(shù)值模擬的可視化軟件，以期作為較為便利的工具，為海堤合理設(shè)計(jì)方案的選擇提供依據(jù)。 (1)首先建立了波浪數(shù)值水槽，通過(guò)求解雷諾方程和連續(xù)方程，模擬了堤前的波浪場(chǎng)。采用源造波法實(shí)現(xiàn)了模擬不規(guī)則波長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)造波并消除了波浪遇建筑物產(chǎn)生的反射波的影響。對(duì)開(kāi)敞邊界，采用了海綿阻尼消波層和somer

2、feld條件相結(jié)合的處理方式。對(duì)自由表面采用了VOF法處理。波面及波譜數(shù)值計(jì)算值與理論值吻合很好，波浪力數(shù)值計(jì)算結(jié)果與《海港水文規(guī)范》推薦公式、合田良實(shí)公式及試驗(yàn)結(jié)果基本一致，說(shuō)明所建立的數(shù)值波浪水槽合理可行。 (2)利用建立的波浪數(shù)學(xué)模型分別對(duì)直立堤前的波浪場(chǎng)和復(fù)雜結(jié)構(gòu)形式海堤堤面波浪作用進(jìn)行了研究。通過(guò)計(jì)算在規(guī)則立波、不規(guī)則立波、規(guī)則遠(yuǎn)破波、不規(guī)則遠(yuǎn)破波作用下直立堤前的速度場(chǎng)，分析了各速度場(chǎng)之間的差異，總結(jié)了堤前底部速度沿程