近岸水域波浪與結(jié)構(gòu)物相互作用的數(shù)值模擬.pdf

1、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人類在海岸帶地區(qū)的活動(dòng)日益頻繁。海岸工程項(xiàng)目的數(shù)量和投資規(guī)模不斷擴(kuò)大，使人們對(duì)海洋結(jié)構(gòu)物的安全和有效使用越來越重視。本文在近岸海域波浪與結(jié)構(gòu)物相互作用方面做了初步研究，這些研究有利于近海水域工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)和海洋資源的開發(fā)，是適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)發(fā)展需要的研究。 本文考慮了地形因素的影響，建立了新型緩坡方程數(shù)學(xué)模型以及緩坡方程－邊界元方程耦合模型，既考慮近岸地形變化對(duì)波浪傳播的影響，又考慮波浪與結(jié)構(gòu)物特別是與浮式結(jié)

2、構(gòu)物的相互作用，可以深入研究不同地形條件下結(jié)構(gòu)物在波浪中的受力特性和運(yùn)動(dòng)特性。 首先引入島體邊界條件，采用自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)，建立新型緩坡方程數(shù)學(xué)模型。這一模型克服了邊界條件單一的缺點(diǎn)，可以數(shù)值模擬具有復(fù)雜邊界情況的問題。其次，在線性理論的框架內(nèi)，建立了緩坡方程－邊界元方程耦合模型，以研究海底變化條件下的波浪與結(jié)構(gòu)物之間的相互作用問題，并從入射波波長和地形變化兩個(gè)方面對(duì)矩形浮箱在近海水域中的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行了具體的數(shù)值計(jì)算和研究。第三，

3、利用緩坡方程－邊界元方程耦合模型對(duì)緩變水深水域內(nèi)存在沙坎或沙溝的地形和浮體的相互作用進(jìn)行了數(shù)值模擬，提供了近岸水域內(nèi)研究浮體水動(dòng)力特性的參考。最后，從理論上考察了波浪在傳播過程中不同區(qū)域匹配條件的合理性。 采用分區(qū)特征函數(shù)展開和匹配的解析方法研究波浪與V 形貫底式防波堤的相互作用，對(duì)V 形防波堤周圍海域的波浪場(chǎng)、掩蔽效果和作用在防波堤上的波壓力、力矩進(jìn)行了數(shù)值研究。 本文在對(duì)近岸海域波浪傳播變形進(jìn)行成功數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上