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斜坡堤越浪的数值模拟研究任务书

 2020-03-28 12:18:45  

1. 毕业设计(论文)主要内容:

斜坡堤是保护沿海地区免受波浪的袭击和围海工程中常见的设施。当波浪传播到斜坡堤时,受斜坡堤底坡的影响,波峰变陡、水质点速度迅速增加,从而使波浪发生破碎,并沿斜坡继续爬升。当波浪的上爬高度超过坡顶时,就会发生越浪。斜坡堤上的波浪爬高和越浪一直是学者和工程师们所关心的热点。正确估算斜坡堤上波浪的爬坡和越浪与斜坡堤的设计及其安全稳定性密切相关。影响斜坡堤上波浪爬高和越浪的因素比较复杂,包括平台的宽度、平台的超高、堤顶超高、波陡、斜坡堤坡度和相对水深等因素。国内外早期研究越浪问题主要以物理模型实验为主,随着计算机技术和计算流体力学(CFD)的不断发展,数值模拟方法在研究斜坡堤越浪及其相关问题得到了广泛应用。本课题中将使用计算流体力学软件对斜坡堤的爬高和越浪问题进行分析。主要内容包括建立具有造波和消波功能的数值波浪水槽、数值模拟规则波作用下具有光滑坡面斜坡堤的越浪过程和有栅栏板护面的斜坡堤越浪过程,并讨论栅栏板的消能效果。本课题将使学生掌握使用数值方法解决工程问题的能力并为进一步研究波浪对其他形式海堤的作用积累了一定经验。

2. 毕业设计(论文)主要任务及要求

(1)通过文献调查,了解目前斜坡堤的主要形式和相关研究的进展,收集研究不同结构型式斜坡堤越浪问题的试验资料

(2)建立数值波浪水槽,熟悉波浪的数值生成技术和消波技术

(3)规则波在斜坡堤的爬坡验证,分析计算网格的敏感性并与已有的物理模型试验比较

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3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排

编号

任务内容

时间节点

1

文献调查

第1-2周

2

数值波浪水槽的建立和验证

第3-4周

3

规则波在斜坡堤的爬坡验证

第5-7周

4

数值模拟规则波作用下有光滑坡面的斜坡堤的越浪过程

第8-10周

5

数值模拟规则波作用下有栅栏板护面的斜坡堤越浪过程,并讨论栅栏板的消能效果。

第11-13周

6

完成毕业论文

第14-15周

4. 主要参考文献

[1] jacobsen, n.g.,fuhrman, d.r., freds#248;e j. (2012) a wave generationtoolbox for the open-source cfd library: openfoamreg;[j].international journal for numerical methods in fluids, 70(9), 1073-1088.

[2] openfoamfoundation, (2014). openfoam - the open source cfd toolbox: user guide (version2.3.0).

[3] 安蒙华,蒋勤,张长宽.(2014). 波浪在斜坡堤上传播的数值模拟[j]. 水运工程,6,25-29.

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