第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.1.1 孤立波介绍
1.1.2 孤立波与桥梁结构作用
1.2 国内外的研究现状及分析
1.2.1 波浪与波-物相互作用问题研究方法
1.2.2 作用在桥梁面板上的波浪载荷
1.2.3 波浪作用在完全淹没的桥梁
1.2.4 波浪与桥梁作用时空气滞留现象
1.2.5 通气孔在桥梁面板上的设置
1.2.6 CIP方法的发展
1.3 研究方法与内容
1.4 研究方案
(1)数值水槽的建立及验证
(2) 孤立波与桥梁面板的作用
(3)孤立波与矩形梁桥梁断面的作用
(4)孤立波与带箱型梁桥梁断面的作用
(5)内波数值水槽的开发
第2章 基于CIP算法数值水槽的建立
2.1 CIP方法基本原理
2.2 控制方程与定解条件
2.2.1 粘性不可压缩流体控制方程
2.2.2 初始条件与边界条件
2.3 交错网格在数值水槽中的应用
2.4 基于CIP算法的流场求解过程
2.4.1 控制方程的离散和CIP算法的应用
2.4.2 速度-压力耦合项求解
2.4.3 SOR方法求解泊松方程
2.5 自由液面与流固界面捕捉
2.5.1 多相流模型的应用
2.5.2 THINC算法进行自由液面捕捉
2.5.3 虚拟粒子法进行流固界面捕捉
2.6 基于CIP数值方法的程序框图
2.7 本章小结
第3章 基于CIP算法数值水槽的验证
3.1 数值水槽造波验证
3.1.1 孤立波的数值造波方法
3.1.2 水槽实验设置
3.1.3 数值造波与实验结果的对比
3.2 孤立波与梯形防波堤作用的算例验证
3.2.1 数值模型设置
3.2.2 网格与时间步长收敛性测试
3.2.3 数值结果与物理实验的全面验证
3.2.4 孤立波与防波堤作用的特点
3.2.5 入射波高对孤立波与防波堤作用的影响
3.2.6 水深对孤立波与防波堤作用的影响
3.3 本章小结
第4章 孤立波与桥梁面板作用
4.1 数值模型设置
4.2 孤立波与淹没桥梁面板的作用
4.2.1 数值结果的验证
4.2.2 不同工况下的波面抬升
4.2.3 不同工况下的水动力和压力分布
4.2.4 流场中的强非线性与旋涡
4.3 孤立波与水上桥梁面板作用
4.3.1 数值结果的验证
4.3.2 不同工况下的水动力与压力分布
4.3.3 单侧力与总力的比较
4.4 孤立波与桥梁面板作用过程中的粘性力
4.5 本章小结
第5章 孤立波与矩形梁桥梁断面作用
5.1 数值模拟和实验设置
5.2 数值模拟结果的验证
5.3 桥梁断面位于静水面之下
5.3.1 梁数目对旋涡生成与脱落的影响
5.3.2 梁数目对水动力的影响
5.3.3 不同入射波高对水动力的影响
5.4 桥梁断面位于静水面之上
5.4.1 气穴的形成
5.4.2 旋涡的生成与脱落
5.4.3 不同入射波高对水动力的影响
5.5 本章小结
第6章 孤立波与箱型梁桥梁断面作用
6.1 港珠澳大桥数值模型设置
6.2 孤立波与箱型梁桥梁断面作用过程
6.3 孤立波与箱型梁桥梁断面作用时的水动力
6.4 孤立波与箱型梁桥梁断面作用时的流场
6.4.1 孤立波与箱型梁桥梁断面作用时的涡量场
6.4.2 孤立波与箱型梁桥梁断面作用时的速度场
6.4.3 孤立波与箱型梁桥梁断面作用时的压力场
6.5 孤立波与箱型梁和矩形梁桥梁断面作用的对比
6.6 本章小结
第7章 密度跃层内波数值水槽初探
7.1 密度跃层与内波
7.2 密度跃层与内孤立波研究进展
7.3 密度跃层的数值实现
7.3.1 密度函数的定义
7.3.2 密度比与水深比的确定
7.3.3 密度跃层数值结果
7.4 内孤立波造波方法
7.4.1 KdV内波方程
7.4.2 双板联动式内孤立波造波方法
7.4.3 双板联动式造波板的运动
7.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
声明
致谢
哈尔滨工业大学;
