基于SPH方法的雙方箱浮防波堤的數(shù)值研究.pdf

1、浮式防波堤具有基地適應(yīng)性強(qiáng)、便于水體交換、施工簡便和造價較低等優(yōu)勢，在游艇碼頭、人工海水浴場、深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖、施工現(xiàn)場和采油平臺等水域的掩護(hù)中有廣闊的應(yīng)用前景。消波浮體的相對寬度、結(jié)構(gòu)型式和系泊條件是影響浮防波堤水動力特性的重要因素。本文采用目前較新的SPH方法對錨鏈錨固的雙方箱浮防波堤進(jìn)行數(shù)值研究。
　　本文運用SPH方法在二維數(shù)值波浪水槽中建立了錨鏈錨固的雙方箱浮防波堤的數(shù)值模型。在該模型中流體運動控制方程采用質(zhì)量守恒方程和動量

2、守恒方程。在這兩種方程轉(zhuǎn)化為SPH形式的過程中使用了CSPM-R方法。浮體的動力學(xué)控制方程采用牛頓第二定律和剛體運動微分方程。錨鏈力的計算采用集中質(zhì)量法簡化錨鏈，根據(jù)胡克定律和靜力平衡方程建立錨鏈力的迭代算法。固邊界條件采用固壁粒子法處理，時間積分采用預(yù)測-校正格式。用該數(shù)值模型計算了單方箱浮防波堤和雙方箱浮防波堤的水動力特性，并與試驗結(jié)果進(jìn)行了比較，結(jié)果吻合較好。然后用該數(shù)值模型比較了相對寬度相同的單方箱和雙方箱浮防波堤的水動力特性，

3、最后計算了不同錨固方式、不同錨鏈拖地長度和不同錨鏈剛度下雙方箱浮防波堤的水動力特性。
　　計算結(jié)果表明:雙方箱浮防波堤在消浪效果、運動響應(yīng)和錨鏈?zhǔn)芰Ψ矫娑純?yōu)于單方箱浮防波堤。平行錨固的雙方箱浮防波堤和交叉錨固的雙方箱浮防波堤相比，二者消浪效果差不多，但前者在運動響應(yīng)和錨鏈?zhǔn)芰Ψ矫鎯?yōu)于后者。錨鏈相對拖地長度、錨鏈剛度對交叉錨固的雙方箱浮防波堤具有較大影響，錨鏈相對拖地長度越小、錨鏈剛度越大，其消浪性能越好，但錨鏈?zhǔn)芰S之增加。本文