【摘 要】
:
潜堤作为在实际工程中经常使用的近岸防护结构物,它能够起到的主要作用是对外海的波浪进行削弱,从而能够达到保护海滩和海岸结构物不受侵害的目的。相比较于其它形式的防波堤,潜堤是位于水面以下的一种防波堤,在环境的改善、水体流动等方面具有较大的优势。本文基于OpenFOAM建立了数值模型,通过物理模型试验验证了模型的可靠性,模拟了在不同工况条件下结构物与规则波的相互作用,讨论了平板-潜堤组合结构消浪以及受力
论文部分内容阅读
潜堤作为在实际工程中经常使用的近岸防护结构物,它能够起到的主要作用是对外海的波浪进行削弱,从而能够达到保护海滩和海岸结构物不受侵害的目的。相比较于其它形式的防波堤,潜堤是位于水面以下的一种防波堤,在环境的改善、水体流动等方面具有较大的优势。本文基于OpenFOAM建立了数值模型,通过物理模型试验验证了模型的可靠性,模拟了在不同工况条件下结构物与规则波的相互作用,讨论了平板-潜堤组合结构消浪以及受力特性。在本论文中,模拟波浪生成的方法使用目前较为成熟的推板造波法,,对整个数值水槽来说,其主要包括能够产生规则波的造波区、与结构物相互作用的试验区以及防止二次反射的消波区三大段,在相应试验位置设有浪高仪监测点,并对自由水面附近进行二次加密,以保证在模拟过程中能够更为精确的记录波浪的产生以及结构物与波浪的相互作用。结构物相应位置处设有压力测点,主要用于检测结构物所受压力以及波浪总力,这样可以更为直观的看出结构物表面的受力状态。通过设定在不同条件下的波浪要素,最终对比分析了堤顶水深、潜堤宽度、结构物间距等对平板-潜堤组合结构透反射系数、压力以及波浪总力等方面影响。根据数值计算的结果可知,在本次数值模拟范围之内,堤顶相对水深对结构物的消浪效果影响显著,结构物的消浪效果随相对水深减小将越来越好。在潜堤相对宽度B/d=0.8-1.1之间可能存在某一临界值,能够使结构物的消浪特性发生改变。其他情况下随着结构物宽度不断增大,其最终表现出的消浪效果也越来越好。不同的结构物间距对平板-潜堤组合结构消浪特性具有一定影响,在不同工况条件下呈现不同规律。对于平板-潜堤组合结构所受压强,随着平板-潜堤组合结构相对水深的增大,其上表面所受压强也就越小,即平板-潜堤组合结构上表面所受压强随结构物相对水深增大呈现出逐渐减小趋势,且随相对板宽的增大,平板-潜堤组合结构表面所受压强减小。R/d=0.03情况下结构物所受压强最大,R/d=0.06情况下所受压强次之,R/d=0.10时所对应的压强最小。潜堤相对宽度、相对间距对结构物所受压强影响显著,在90%的工况条件下,潜堤相对宽度越大,其上表面所受压强越小,即结构物上表面所受压强随结构物相对宽度的增大而减小。三种不同潜堤间距情况下结构物的压强P在绝大多数工况条件下随X/W的增大呈减小趋势。对于平板-潜堤组合结构所受到的波浪总力,堤顶水深对结构物波浪总力有一定影响,结构物所受正向与负向波浪总力关于横坐标呈对称分布。潜堤相对宽度、潜堤相对间距对结构物有不同影响,在不同工况条件下呈现不同规律。
其他文献
当今社会,不可再生资源例如石油,煤炭等的需用量随着世界工业化与全球科技的不断进步而逐年增加。不可再生资源的大规模使用造成了中国能源短缺和环境污染严重。所以寻找清洁可持续的能源是解决这些问题的关键。由于部分不可再生资源的燃烧过程中排放的物质中有很多是以热能的形式排出并没有得到有效的利用。如果能够利用这一部分热能对于缓解环境污染和能源短缺是非常重要的。出于这种目的,热电材料作为一种能够将热能直接转化为
高填方涵洞常见于山区高速公路中,随着山区公路里程持续提升,高速公路下所修建的高填方涵洞数量也在不断增加。如今普遍使用的公路桥涵设计通用规范中线性土压力理论无法精确地反映涵顶竖向土压力应变规律,其计算结果与涵洞实际受力也不相符,这就导致涵洞在建筑施工、使用过程以及极端地质灾害发生时可能会出现不同程度的病害。此外,涵洞结构与土体共同作用这一机理在设计中容易忽略,导致涵洞病害不断发生。本文通过数值模拟的
透空式防波堤(以下简称透空堤)由于其结构轻便、利于水体交换等特点,可被用于未来深海结构防护工程中。应用适宜的数值模拟方法来评价透空堤的水动力特性可以不受现场试验条件影响,能够节约人力、物力和财力,且分析手段多样,计算效率大大提高。本文结合前人在OpenFOAM数值波浪水槽和透空堤领域内的研究,优化调整数值波浪水槽的相关参数,对所构建的数值空水槽从网格剖分、理论验证、主动吸收消波等方面进行比较分析。
MAPbX3钙钛矿量子点在光照、显示、光学检查和太阳能发电行业中显示出巨大的发展潜力。但是在发光二极管、太阳能电池等领域需要面对的是稳定性较差和发光效率较低的问题。通常通过掺杂离子或者将量子点包裹进其它材料中来解决这类问题。金属有机框架(MOFs)因为其独特的结构可以通过离子生长在框架中以实现功能组合从而可以提高发光效率或稳定性。因此,本毕业论文首先研究了在改变配体材料的情况下MAPbX3钙钛矿的
随着现代海洋工程正逐渐向深水域、浪大、多元化方向发展,为保障海洋资源的高效利用和沿海地区运输通畅,需要建设保护沿海地区港口设施的防波堤。传统的重力式防波堤有着施工难度大、建设造价高、难以维护海洋环境合理发展等缺点,为此,基于目前海洋环境发展背景和现有研究理论基础迫切需要寻找合理有效的海岸防护工程型式。相较之下,透空式防波堤对施工技术与地基条件要求低、水体的自由交换能力强、对海洋环境影响较小的诸多优
在风、浪、流等环境荷载作用下,海上浮式结构将产生六个自由度的运动,其中横摇运动因其振幅较大,严重威胁着结构的安全。为了能够准确预测结构的横摇运动,首先需要获得浮式结构横摇运动的水动力系数。本论文将针对这一问题展开研究,探索横摇阻尼力矩系数与恢复力矩系数的识别方法,克服传统方法对模型先验信息的依赖,基于Hilbert变换发展非参数化的水动力系数识别方法。首先,利用两种基于希尔伯特变换(HT)的非线性
当下,得益于现代科学技术水平的高速发展,传感技术、信号采集技术、数据处理技术水平都得到了很大程度的提高。在结构健康检测领域中,结构损伤识别受到了越来越多的关注。在具有非线性行为的结构系统中,由于非线性行为可能与损伤相混合,致使结构健康检测问题更为复杂。目前,已经开发出多种技术来检测不同类型结构损伤。受环境及各种突发性因素的影响,结构往往会产生裂缝、腐蚀、材料老化等结构损伤问题,而这些问题往往都存在
依据弧板式透空堤结构可以破坏水质点水平及竖直方向运动的消浪机理,本文在前人研究的基础上推陈出新,提出了一种新型的开孔板式透空堤,即上弧板迎浪侧圆形开孔,下弧板迎浪侧方形开孔的双层弧板结构。文章是在物理模型试验的基础上进行的,将等比例缩小制作的模型结构(1:30)放置在波流水槽系统中,采用人工波浪水槽造波系统来模拟实际波浪效果,通过在水槽中布置浪高仪以及压力传感器等仪器来统计结构物在不同工况下的试验
随着社会科技的发展,人们对海洋的开发不断深入,传统防波堤由于造价高、受水深影响较大、不利于水体交换等因素已不能满足生产和生态保护要求。相较于传统防波堤,板式透空堤能够有效降低防波堤建造难度和对海洋生态环境的影响,同时对于海洋牧场的建设能够起到非常重要的作用。本文在结合前人研究的平板式透空堤和弧板式透空堤提出了一种新型板式透空堤,即平板与弧板组合式透空堤。平板与弧板组合式透空堤是由上层平板和下层弧板
在实际施工时,张拉膜结构的成形必须施加相应的预张力,使结构产生相应的刚度和形状以抵御外载荷。预张力的施加是通过对平面展开的膜片按照裁剪缩小率进行缩放来实现的,取得合理的裁剪缩小率是保证整个结构安全和美观的重要前提。目前国内对裁剪缩小率的研究相对较少,不利于膜结构进一步健康发展。本文以涂层织物类膜材的裁剪缩小率为研究对象进行加载方案设计。依据膜结构施工张拉及受力特点,采用不同的试验方案确定裁剪缩小率