近岸水域波浪與結構物相互作用的數(shù)值模擬.pdf

1、社會經(jīng)濟發(fā)展，人類在海岸帶地區(qū)的活動日益頻繁。海岸工程項目的數(shù)量和投資規(guī)模不斷擴大，使人們對海洋結構物的安全和有效使用越來越重視。本文在近岸海域波浪與結構物相互作用方面做了初步研究，這些研究有利于近海水域工程的規(guī)劃設計和海洋資源的開發(fā)，是適應國民經(jīng)濟和國防建設發(fā)展需要的研究。 本文考慮了地形因素的影響，建立了新型緩坡方程數(shù)學模型以及緩坡方程－邊界元方程耦合模型，既考慮近岸地形變化對波浪傳播的影響，又考慮波浪與結構物特別是與浮式結

2、構物的相互作用，可以深入研究不同地形條件下結構物在波浪中的受力特性和運動特性。 首先引入島體邊界條件，采用自適應網(wǎng)格技術，建立新型緩坡方程數(shù)學模型。這一模型克服了邊界條件單一的缺點，可以數(shù)值模擬具有復雜邊界情況的問題。其次，在線性理論的框架內，建立了緩坡方程－邊界元方程耦合模型，以研究海底變化條件下的波浪與結構物之間的相互作用問題，并從入射波波長和地形變化兩個方面對矩形浮箱在近海水域中的運動特性進行了具體的數(shù)值計算和研究。第三，

3、利用緩坡方程－邊界元方程耦合模型對緩變水深水域內存在沙坎或沙溝的地形和浮體的相互作用進行了數(shù)值模擬，提供了近岸水域內研究浮體水動力特性的參考。最后，從理論上考察了波浪在傳播過程中不同區(qū)域匹配條件的合理性。 采用分區(qū)特征函數(shù)展開和匹配的解析方法研究波浪與V 形貫底式防波堤的相互作用，對V 形防波堤周圍海域的波浪場、掩蔽效果和作用在防波堤上的波壓力、力矩進行了數(shù)值研究。 本文在對近岸海域波浪傳播變形進行成功數(shù)值模擬的基礎上