弧形防浪墙的水动力特性研究开题报告
2024-06-28 16:30:59
1. 本选题研究的目的及意义
#本选题研究的目的及意义
防浪墙作为一种常见的海岸防护结构,在抵御波浪侵蚀、保护海岸线和港口设施方面发挥着重要作用。
传统的直立式防浪墙虽然结构简单,但存在反射波浪强烈、易造成波浪爬高和结构破坏等问题。
为了克服这些缺点,近年来国内外学者对新型防浪墙结构进行了大量的研究,其中弧形防浪墙以其优良的水动力特性受到了广泛关注。
2. 本选题国内外研究状况综述
#本选题国内外研究状况综述
防浪墙作为一种传统的海岸防护结构,其水动力特性一直是国内外学者研究的热点。
近年来,随着新型防浪墙结构的不断涌现,弧形防浪墙以其优良的消浪性能逐渐受到关注,相关研究也取得了一定的进展。
1. 国内研究现状
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
1. 主要内容
本研究将以弧形防浪墙为研究对象,采用数值模拟和理论分析相结合的方法,系统研究其水动力特性,并探讨其消浪机理,主要研究内容包括以下几个方面:
1.弧形防浪墙的几何特性与消浪机理:分析弧形防浪墙的曲率半径、墙高、墙厚等几何参数对其消浪性能的影响,探讨其消浪机理,包括波浪破碎、爬高、反射和绕射等影响机制。
2.波浪要素对弧形防浪墙水动力特性的影响:研究不同入射波浪条件(如波高、周期、波向角等)下,弧形防浪墙的反射系数、透射系数和能量耗散率等水动力参数的变化特征。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的方法,逐步深入地开展研究工作。
首先,将进行理论分析,研究弧形防浪墙的基本几何特性,并基于水动力学理论,建立波浪与弧形防浪墙相互作用的数学模型,推导出波浪反射系数、透射系数和能量耗散率等水动力参数的计算公式,为后续的数值模拟和实验研究提供理论基础。
其次,将采用计算流体力学(cfd)软件建立二维数值波浪水槽,对不同结构参数和波浪条件下的弧形防浪墙进行数值模拟,获取其周围流场的详细信息,分析波浪爬高、反射、绕射等现象,并计算其水动力参数。
5. 研究的创新点
本研究的创新点主要体现在以下几个方面:
1.基于cfd技术的精细化模拟:采用先进的cfd数值模拟技术,对弧形防浪墙周围的流场进行精细化模拟,揭示波浪与结构相互作用的细节特征,为深入理解其消浪机理提供更加直观和准确的信息。
2.多因素耦合分析:将波浪要素、结构参数和水深等多因素纳入研究范围,分析其对弧形防浪墙水动力特性的耦合影响,突破传统研究中单因素分析的局限性,更贴近实际工程情况。
3.优化设计方法:结合数值模拟和理论分析结果,建立弧形防浪墙的优化设计方法,并开发相应的计算程序或工具,为工程设计提供更加便捷高效的技术手段。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
1. 刘海笑, 董国海, 郭舒婷, 等. 弧形防浪墙超高性能混凝土保护层耐久性研究[j]. 水运工程, 2021(1): 95-103.
2. 冯先宝, 刘勇, 谢代华, 等. 基于 flow-3d 的弧形防浪墙消浪性能数值模拟[j]. 水利水运工程学报, 2021, 52(5): 119-127.
3. 李孟国, 董国海, 李志军. 基于 openfoam 的弧形防浪墙消浪特性研究[j]. 水运工程, 2021(9): 16-23.