聚焦波浪与圆柱作用的数值模拟

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1、犬－＇ｉｔ裡大繁ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ颁士享位论文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ＿聚焦波浪与圆柱作用的数值模拟受糾去、／港口、海岸与近海工程丨丨作者姓名学教授指导教师柳淑“，Ｖ曰期２０１５年６月８日答辩硕士学位论文聚焦波浪与圆柱作用的数值模拟ＮｕｍｅｒｉｃａｌＭｏｄｅｌｏｆＦｏｃｕｓｅｄＷａｖｅｏｎＡＶｅｒｔｉｃａｌＣｉｒｃｕｌａｒＣｌｉｎｄｅｒｙ作者姓名：武

2、昕竹学科、专业：港口、海岸与近海工程学号：２１２０６２５４指导教师：柳淑学完成日期：２０１５年５月４日大ｉｔ理工太摩ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中巳经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献

3、均巳在论文中做了明确的说明并表示了樹意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目發浪名同托作同掷敕像棱权．：作者签名＾：日期：年月日Ｊ＿＾—ｆＩ大连理工大学硕士学位论文摘要本文基于Ｆｌｕｅｎｔ软件对聚焦波浪与圆柱作用的物理实验进行了数值模拟，对聚焦波的波面、水动力特性和聚焦波浪与直立圆柱作用的波浪涌高、圆柱点压力和正向总力进一行了模拟分析，并研宄了聚焦波浪与不同尺度圆柱作用的特点，为今后进步研宄聚焦波浪与其它型式结构物的作用奠定了基础。首先通

4、过模拟线性规则波浪对数值水槽的造波方法、消波方法、边、计算格式设置界条件设置进行了验证。通过对不同波长处的波面时间过程进行对比，发现推板造波法和源〕：戒法，都可以在二维数值水槽中模拟规则波，阻尼消波方法有效，波浪的反射影响基本可以忽略不计。采用推板造波，，对不同波浪参数的线性规则波浪进行数值模拟探宄了网格尺度和计算的时间步长与波浪参数的关系，给出了设定时间步长和划分网格尺度的建议值。随后，，本文用数值计算模型，对聚焦波浪生成物理实验进行数值模拟采用了模拟频谱和模拟波列两种方法，通过数值模

5、拟和物理实验不同位置处的波面历时曲线对比，可以看出两种方法都能较好的模拟聚焦波浪，考虑到模拟波面方法的局限性，本文选用了模拟频谱的方式进行聚焦波浪与圆柱作用的模拟。同时，数值模拟的聚焦点下的水质点速度历时曲线也与物理实验结果吻合良好，验证了用Ｆｌｕｅｎｔ软件构建的数值模型的有效性。一进步对聚焦波浪与直立圆柱作用的物理实验进行了对应的数值模拟，其中模型尺度和波浪参数均与物理实验相同。数值模拟的不同位置处的聚焦波面历时、圆柱不同位置处的点压力历时曲线、聚焦点下的水质点速度历时曲线和圆柱的正向

6、总力历时曲线均与物理实验结果对比良好，同时在点压力的模拟中还对物理实验中的问题进行了补充。在验证数值模型有效性之后，模拟了聚焦波浪与不同尺度圆柱的作用，对不同波陆，不同相对柱径聚焦点及圆柱周围各点的波浪涌高等情况进行了详细的分析，研究了聚焦波作用下直立圆柱所受到点压力和正向总力情况，同时，分析了小尺度圆柱和过渡尺度圆柱所受到的正向总力最大值与Ｍｏｒｉｓｏｎ公式结果进行了比较。关键词：聚焦波浪立圆柱Ｆｌｕｅｎｔ；直；软件；水动力特征Ｉ聚焦波浪与圆柱的数值模拟ｒｔｒｃｕｒｒＮ

7、ｕｍｅｒｉｃａｌＭｏｄｅｌｏｆＦｏｃｕｓｅｄＷａｖｅｏｎＡＶｅｉｃａｌＣｉｌａＣｙｌｉｎｄｅＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｉｓａｅｒｓｉｍｕｌａｔｅｄｔｈｅｈｓｉｃａｌｅｘｅｒｉｍｅｎｔａｂｏｕｔｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆｏｃｕｓｉｎｗａｖｅｐｐｐｙｐｇｉ－ａｎｄｖｅｒｔｃａｌｃｌｉｎｄｅｒＴｈｅｆｏｃｕｓｉｎｗａｖｅｓｕｒｆａｃｅｎａｍｉｈｔｅｒｉｓｔｉｕ．ｈｄｒｏｄｃｃａｒａｃｃｓｗａｖｅｒｕｎｙｇ，ｙｙ，ｐ，ｐｏｉｎｔｐｒｅｓｓｕｒ

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