【摘 要】
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浮式防波堤具有基地适应性强、便于水体交换、施工简便和造价较低等优势,在游艇码头、人工海水浴场、深水网箱养殖、施工现场和采油平台等水域的掩护中有广阔的应用前景。消
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浮式防波堤具有基地适应性强、便于水体交换、施工简便和造价较低等优势,在游艇码头、人工海水浴场、深水网箱养殖、施工现场和采油平台等水域的掩护中有广阔的应用前景。消波浮体的相对宽度、结构型式和系泊条件是影响浮防波堤水动力特性的重要因素。本文采用目前较新的SPH方法对锚链锚固的双方箱浮防波堤进行数值研究。本文运用SPH方法在二维数值波浪水槽中建立了锚链锚固的双方箱浮防波堤的数值模型。在该模型中流体运动控制方程采用质量守恒方程和动量守恒方程。在这两种方程转化为SPH形式的过程中使用了CSPM-R方法。浮体的动力学控制方程采用牛顿第二定律和刚体运动微分方程。锚链力的计算采用集中质量法简化锚链,根据胡克定律和静力平衡方程建立锚链力的迭代算法。固边界条件采用固壁粒子法处理,时间积分采用预测-校正格式。用该数值模型计算了单方箱浮防波堤和双方箱浮防波堤的水动力特性,并与试验结果进行了比较,结果吻合较好。然后用该数值模型比较了相对宽度相同的单方箱和双方箱浮防波堤的水动力特性,最后计算了不同锚固方式、不同锚链拖地长度和不同锚链刚度下双方箱浮防波堤的水动力特性。计算结果表明:双方箱浮防波堤在消浪效果、运动响应和锚链受力方面都优于单方箱浮防波堤。平行锚固的双方箱浮防波堤和交叉锚固的双方箱浮防波堤相比,二者消浪效果差不多,但前者在运动响应和锚链受力方面优于后者。锚链相对拖地长度、锚链刚度对交叉锚固的双方箱浮防波堤具有较大影响,锚链相对拖地长度越小、锚链刚度越大,其消浪性能越好,但锚链受力会随之增加。本文的研究工作可为工程实践提供参考,并为SPH方法在浮式防波堤方面的数值研究打下基础。
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