双浮筒浮防波堤水动力数值研究

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浮式防波堤与传统的坐底式防波堤相比,具有很容易应用在软土海床水域,对沿岸水体交换、海湾和河口环境状况等影响较小,结构简单、成本较低、便于施工、安装容易等特点。本文以以往的研究成果为基础,提出了双浮筒浮防波堤的结构形式,并对其水动力特性进行了研究。本文基于势流理论,应用边界元方法求解波浪对双浮筒浮防波堤作用的时域内的积分方程,然后应用Runge—Kutta法求解基于牛顿第二定律建立的浮防波堤时域运动方程,根据二力平衡原理建立基于集中质量法的锚链力控制方程采用迭代算法数值求解锚链力,应用该模型对锚链锚泊双浮筒浮防波堤的水动力特性进行研究。首先应用该数学模型计算了单浮筒浮防波堤的水动力特性,与实验结果吻合良好;之后计算了双浮筒浮防波堤的水动力特性,得到了在不同波高、不同周期、不同浮筒间距和不同排水量的情况下浮防波堤的透射系数、运动幅值和锚链力。通过数值计算结果的分析得到:双浮筒浮防波堤的浮筒间距对透射系数、锚链力和运动幅值有较大的影响,对本文的计算模型,取双浮筒间距为0.25m时浮防波堤的性能最好;结构参数在波浪周期较大时对浮防波堤的运动幅度和锚链力影响更为明显。
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