防浪堤抗波浪沖擊能力數(shù)值計算方法與應用.pdf

1、隨著氣候變暖、海平面上升、臺風颶風、厄爾尼諾現(xiàn)象、潮漲潮落等海洋氣候變化，大風浪對沿海設施造成無休止的沖擊，對目標結構造成嚴重破壞并帶來巨大的生命財產(chǎn)損失，沿海防浪設施研究成為國際上的熱點課題。目前，采用數(shù)值模擬方法進行波浪沖擊問題研究已必不可少，如何真實反映波浪沖擊作用下防浪堤復雜結構的動力響應越來越受到重視。
　　本文將波浪與防浪堤結構動力響應作為統(tǒng)一系統(tǒng)，提出了波浪－復雜結構動態(tài)耦合系統(tǒng)的三維精細數(shù)值模擬方法，實現(xiàn)了推板造波

2、、波浪傳播及其與結構各個組成部件相互作用的完整過程，并將該方法在物模試驗中得到了驗證，并在秦山一期加高后防浪堤抗波浪沖擊響應研究中進行了應用。主要研究內(nèi)容包括：
　　進行了物理模型試驗的整體布置、試驗采用的設備和量測儀器、模型制作、試驗水文工況和試驗數(shù)據(jù)的處理；在波浪水槽中模擬波浪，通過測量傳感器、數(shù)據(jù)采集、和存儲設備，并經(jīng)過試驗數(shù)據(jù)的處理和分析，得到模型在沖擊作用下的動力響應特性。
　　研究了波浪－復雜結構動態(tài)耦合系統(tǒng)的數(shù)

3、值建模方法。水體及周圍的空氣介質(zhì)采用多物質(zhì) ALE網(wǎng)格描述，結構采用Lagrangian網(wǎng)格描述，通過在流場與結構之間定義三維耦合面，建立能量守恒的罰函數(shù)耦合模型實現(xiàn)二者的動態(tài)交互，結構系統(tǒng)內(nèi)各構件的相互作用關系則采用三維接觸模型模擬。
　　基于上述數(shù)值模擬方法，建立了水槽波浪－物模耦合系統(tǒng)的全三維精細有限元模型。數(shù)值模擬真實再現(xiàn)了水槽試驗中波浪與復雜防浪堤系統(tǒng)的相互作用過程。研究了波浪作用下防浪堤系統(tǒng)各部件的動力響應，得到了與試