波浪在潜堤地形上的传播开题报告
2020-04-05 10:57:25
1. 研究目的与意义(文献综述)
工程背景:河口海岸附近区域往往具有丰富的自然资源、密集的人口分布和相对发达的经济。在此区域内,港口的建设、航道的开发和海岸的防护对于沿海地区的发展起着非常重要的作用。因此,对自然条件尤其是海况的准确分析成为了港口、海岸和近海水工建筑物合理设计与规划的重要前提。波浪由外海向近海传播的过程中,由于受到地形的影响、建筑物的作用,将会发生一系列如浅水变形、折射、绕射、反射、破碎等现象,造成了近岸波浪场的复杂多变。
研究意义:潜堤是一种常用的护岸建筑物,泛指淹没在水中的防护堤。它既可以阻挡部分波浪袭击海岸,又可让一部分泥沙随波浪越过堤顶进入堤后淤积,既保滩又促淤。且潜堤整体没于水下,不影响海岸线整体外貌,修建成本又相对较低,故而近年来,潜堤得到了越来越广泛的应用。因此,开展波浪在潜堤地形上传播的研究,分析预测潜堤对于波浪要素的影响具有重要的实用价值。
研究现状:对于这一问题的研究主要有理论分析、物理模型试验和数值模拟三种方法。本论文将采用数值模拟的方法研究波浪在不同形式的潜堤上的传播变形,使用计算流体力学软件加深对潜提功能的理解为工程实践提供一定借鉴。
2. 研究的基本内容与方案
研究的基本内容:本论文以波浪在潜堤地形上传播变形为研究对象,通过采用数值模拟的研究方法,基于目前计算流体力学研究领域内较为出色的开源程序平台openfoam,建立了一个数值波浪水槽模型,研究了规则波、自由长波在潜堤地形上的传播变形现象。openfoam是一个采用c 语言按照面向对象方式编写的开源流体力学计算工具箱,它包含大量的可以自由组合的c 模块和类如张量、矢量容器、紊流模型、网格剖分模块、有限体积法离散模块、误差控制与分析模块、计算自动控制模块等等。利用这些模块,可以很方便的编制出可以用于模拟包含化学反应、流体紊动和热传导在内的复杂流体运动的求解器。
研究目标:加深了对潜提功能的理解,并需要掌握使用计算流体力学软件解决工程问题的能力。
技术方案及措施:
3. 研究计划与安排
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文献调查:第1-2周
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数值波浪水槽的建立和验证:第3-4周
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规则波在潜堤上的传播:第5-7周
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[1] beji s,battjes j a. experimental investigation of wave propagation over a bar[j]. coastal engineering,1993,19(1):151-162.
[2] 张婷婷. 波浪在潜堤上的传播演化研究[d]. 大连:大连理工大学,2011.
[3] 吴迪. 波浪在潜堤上的传播变形研究[d]. 大连:大连理工大学,2012.
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