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双排浮式防波堤消浪特性研究

发布时间:2017-06-11 03:08

  本文关键词:双排浮式防波堤消浪特性研究,,由笔耕文化传播整理发布。


【摘要】:人类对海洋的探索活动,已深入到远海环境。为了保证在探索过程中安全良好的工作环境,需要浮式防波堤对波浪进行消减。目前实际工程中增强式防波堤结构消浪效果的主要方式是增加浮箱在波浪传播方向的宽度或者在浮箱底部添加辅助消浪构件,但这些方法很难在实际工程中实施。基于此,本文提出双排浮式防波堤结构形式,通过对物理实验数据分析和AQWA数值模拟来研究其消浪特性。首先,对双排浮式防波堤的物理模型试验结果整理分析并利用AQWA进行仿真模拟计算,研究了规则波作用下双排浮式防波堤的透射系数以及前后浮箱箱身波压强分布。重点探讨了水深、波周期、前后浮箱水平相对距离、后排浮箱吃水对双排浮式防波堤透射系数的影响。实验数据及计算结果表明,在实验入射波周期T=0.81s-1.03s范围内,双排浮式防波堤的透射系数基本在0.3-0.8之间,能够有效地削减波浪。且透射系数随水深的增加、周期的增大呈现增大的趋势,透射系数随着前后浮箱水平相对距离增大呈先增大后减小的趋势,随后排浮箱吃水增大总体上呈现递减的趋势。然后,借用神经网络作用原理描绘双排浮式防波堤的消波效果与其制约因素之间的关系,建立双排浮式防波堤透射系数神经网络模型,此模型可对双排浮式防波堤的透射系数进行预测。其预测结果与单个浮箱式防波堤、浮箱-水平板式防波堤、双箱式防波堤在相同波要素条件下的透射系数进行对比。结果显示双排浮式防波堤的消浪效果较好,尤其在入射波周期较长的情况下,双排浮式防波堤对波浪有更好的消减作用。
【关键词】:双排浮式防波堤 透射系数 AQWA 神经网络
【学位授予单位】:重庆交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U656.2
【目录】:
  • 摘要4-5
  • ABSTRACT5-8
  • 第一章 绪论8-20
  • 1.1 选题的背景及意义8-10
  • 1.2 浮箱式防波堤结构形式及消浪特点10-14
  • 1.3 浮箱式防波堤研究现状及成果14-18
  • 1.3.1 浮箱式防波堤物理实验研究14-15
  • 1.3.2 浮箱式防波堤理论分析及数值模拟研究15-18
  • 1.4 本文主要研究内容18-20
  • 第二章 浮箱式防波堤分析理论20-31
  • 2.1 单浮箱频域基本分析理论20-24
  • 2.1.1 坐标系及边界面定义20-21
  • 2.1.2 单浮箱速度势求解21-23
  • 2.1.3 单浮箱式防波堤动力特性23-24
  • 2.2 双排浮箱频域基本分析理论24-29
  • 2.2.1 坐标系及边界面定义24-25
  • 2.2.2 双排浮箱速度势求解25-28
  • 2.2.3 双排浮式防波堤动力特性28-29
  • 2.3 本章小结29-31
  • 第三章 双排浮式防波堤实验研究31-42
  • 3.1 概述31
  • 3.2 实验简述31-34
  • 3.2.1 实验方箱模型31-32
  • 3.2.2 试验模型布置32
  • 3.2.3 实验要素及参数符号32-34
  • 3.3 双排浮式防波堤实验结果分析34-40
  • 3.3.1 单方箱实验结果与已有实验结果比较34-35
  • 3.3.2 双排浮式防波堤消浪特性影响因素分析35-38
  • 3.3.3 双排浮式防波堤结构波压强分布研究38-40
  • 3.4 本章小结40-42
  • 第四章 双排浮式防波堤模拟计算42-58
  • 4.1 概述42
  • 4.2 双排浮式防波堤软件模拟环境42-46
  • 4.2.1 AQWA软件介绍42-43
  • 4.2.2 AQWA理论基础43
  • 4.2.3 AQWA模块介绍43-44
  • 4.2.4 WORKBENCH AQWA界面介绍44-46
  • 4.3 双排浮式防波堤仿真模拟过程46-51
  • 4.3.1 双排浮式防波堤模型说明46-47
  • 4.3.2 双排浮式防波堤模拟过程47-51
  • 4.4 双排浮式防波堤模拟结果分析51-56
  • 4.4.1 双排浮式防波堤消浪特性影响因素分析51-55
  • 4.4.2 双排浮式防波堤结构波压强分布研究55-56
  • 4.5 本章小结56-58
  • 第五章 双排浮式防波堤实际尺寸模拟计算58-73
  • 5.1 概述58
  • 5.2 模型计算工况及建模过程58-60
  • 5.2.1 实际尺寸模型计算工况58-59
  • 5.2.2 实际尺寸模型建模过程59-60
  • 5.3 双排浮式防波堤消浪特性影响因素分析60-63
  • 5.4 双排浮式防波堤透射系数神经网络模型63-67
  • 5.4.1 双排浮式防波堤透射系数神经网络模型的建立64-66
  • 5.4.2 双排浮式防波堤透射系数神经网络模型的验证66-67
  • 5.5 双排浮式防波堤透射系数神经网络的利用67-72
  • 5.5.1 双排浮式防波堤最优布置形式67-69
  • 5.5.2 与其他形式浮式防波堤比较69-72
  • 5.6 本章小结72-73
  • 第六章 结论及展望73-75
  • 6.1 本文主要结论73-74
  • 6.2 进一步工作展望74-75
  • 致谢75-76
  • 参考文献76-80
  • 在学期间发表的论文和取得的学术成果80
  • 一、发表论文80
  • 二、授权专利80
  • 三、科研项目80

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