斜坡堤越浪的数值模拟研究文献综述
2020-04-24 09:41:16
⑴工程背景
防波堤是防御波浪入侵,形成一个掩蔽水域所需要的水工建筑物。防波堤位于港口水域的外围,同时也有防漂沙和冰凌的入侵的作用,赖以保证港内具有足够的水深和平稳的水面以满足船舶在港内停泊、进行装卸作业和出入航行的要求。
而防波堤按断面形式,分斜坡式、直墙式和混成式三种。
斜坡式防波堤又叫斜坡堤。波浪同斜坡堤相遇将发生显著变形,在斜坡上破碎,从而达到抵御波浪入侵的作用。波浪在斜坡上破碎,给斜坡带来局部集中的动水压力和底流,水下坡面还出现向上的反压力。
⑵研究意义
我国具有广阔的海岸线,而在滨海的港口内建筑的防护工程中,以斜坡堤最为常见。斜坡堤的主要优点在于:对地基的允许承载力要求不高,可修建在较软弱的地基上;可充分利用当地的砂石材料;一旦遭受破坏较易修复;消波性能良好。一般适用于水深较小,地基较差及当地建筑材料充足的情况。对地基沉降不甚敏感,易于修复,施工比较简单。但斜坡式防波所需要的材料较多,在使用方面,堤的内侧不能用作靠船码头。
而斜坡堤越浪是波浪与斜坡堤作用的一种主要现象,常常会造成斜坡堤及堤后建筑物的破坏,还会对港内泊稳产生影响。越浪往往会受到多种因素的影响,准确估计斜坡堤越浪量具有重要的工程意义。
⑶研究现状
国内外有很多研究斜坡堤越浪的学者,Hu等发展了基于浅水方程的AMAZON模型模拟了波浪在斜坡堤和直立堤上的越浪过程;吴辰等利用基于非静压方程的SWASH模型模拟了规则波和不规则波在斜坡堤上的越浪过程;刘亚男等基于FLUENT流体软件,模拟了规则波在光滑不可渗透斜坡堤上的越浪过程;张九山等将多孔介质模型作为耗散源项添加到动量方程中,模拟了带异形块体海堤的越浪过程,给出了异型块体多孔介质模型的阻力系数;王鹏等通过FLUENT软件平台的二次开发功能实现了质量源造波,在动量方程中添加多孔介质源项,对斜坡堤上铺设异型块体时的爬高与越浪进行了数值模拟。
{title}2. 研究的基本内容与方案
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⑴基本内容