不规则波作用下圆弧型防波堤的水力特性

摘要

本论文是在开展圆弧型防波堤的水力特性物理模型试验的基础上完成的.圆弧堤是一种新型的防波堤,是在半圆型防波堤的基础上二次开发而来的,在地基情况比较好的时候,尽可能的减小底宽,从而大大减少了抛石基床的材料用量,以达到经济目的.本文从物理模型实验和数值模拟计算两方面对圆弧堤的水力特性进行分析. 在对于实验资料进行系统分析的基础上,结合随机波浪分析方法,即代表波法、概率分析法、谱分析法和模型实验法对圆弧型防波堤的不规则波作用下的水力特性进行较为全面的详细的分析.分析内容主要包括:反射特性、波压力的概率统计特性以及谱特性,并说明各种情况下的特点.本文最后介绍了不规则波数字模拟的基本原理,研究数值模拟方法对于圆弧型防波堤的分析的可行性.

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第一章绪论

1.1研究工作的背景和意义

1.2有关工作的回顾和国内外研究现状

1.3本文的工作

第二章物理模型试验布置

2.1不规则波实验布置和条件

2.1.1不规则波模拟的要求

2.1.2随机波造波信号制作过程

2.1.3不规则波试验操作

2.1.4试验设备及布置

2.1.5不规则波试验波浪条件

2.2规则波试验布置

第三章不规则波处理方法

3.1概率分析法

3.2代表波法

3.3谱分析法

3.4波浪模拟法

第四章圆弧堤的不规则波反射系数分析

4.1理论介绍

4.1.1圆弧型防波堤反射、透射系数定义

4.1.2Healy法

4.1.3分离计算反射系数的原理

4.2规则波试验分析

4.2.4腹点反射与分离反射系数的比较

4.2.5相对超高对反射、透射系数的影响

4.2.6反射系数对波陡H/L的敏感度

4.3不规则波试验分析

4.3.1波陡变化对反射系数的影响

4.3.2圆弧堤与半圆堤透反射系数对比

第五章圆弧堤不规则波浪力分析

5.1概率分析法

5.2代表波法

5.3谱分析法

5.3.1圆弧堤与半圆堤谱密度对比

5.3.2周期对波压力谱密度的影响

5.4圆弧型防波堤和半圆堤的不规则波水平力比较

第六章 圆弧型防波堤的不规则波数值模拟

6.1原理介绍

6.1.1波浪模型介绍

6.1.2雷诺平均应力方程（RANS）

6.1.3VOF法

6.1.4确定计算域

6.1.5不规则波的生成机理

6.2波压力分析

6.3不规则波流场特性

第七章结论

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢