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为研究以流体粒子描述波浪运动，以固体单元描述砾石运动的两相介质大变形运动，在港口、海岸工程科学研究中具有重要意义。本文提出砾石单元法（GEM），介绍了光滑粒子动力学方法（SPH）和GEM的基本原理，阐述了GEM与离散单元法（DEM）的异同之处，说明了采用SPH方法与GEM构建波浪砾石耦合运动数学模型的方法和过程。应用SPH方法建立数值波浪水槽，用GEM模拟波浪作用下堆积砾石的滚落、坍塌变形，构建了SPH方法与GEM耦合数学模型。模拟了水槽造波和波浪生成过程和波浪作用下砾石的滚落、坍塌变形，并与物理模型试验成果进行了比较，结果基本吻合。本文提出的GEM法具有模拟单相堆积砾石运动和堆积砾石与流体粒子耦合多相介质运动的功能，是对DEM法的补充和改善。本文提出的堆积力学球概念和拟序排列求解方法是砾石单元法的重要组成部分。 相似文献
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为研究位于大万山岛南部的波能测试区新增发电机组对该水域波浪场产生的水动力作用,将自主建立的二维Boussinesq波浪模型应用于该测试区,模拟了不同波浪要素下装置布设前线性波的运动传播,装置布设后无锚固时其在波浪中的自由运动、有锚固时其对波浪场的影响。结果表明,装置布设前的波浪传播,低潮位时波峰线相较高潮位时更为明显,且受陆域影响更大;装置无锚固时的自由运动,低潮位时其运动速度、旋转角速度均小于高潮位时;装置有锚固时,其对波浪场的影响主要集中在背波面,会形成一道顺波向的"扇形"衰减区,其影响程度随波高、波周期的增大而减小。因此,根据研究结果所得到的相对波高衰减范围,可对后期2,3号发电装置的规划与布设提供科学依据,即尽量避开由1号装置引起的波高衰减区,以免造成波能利用率的降低。 相似文献
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宽肩台堆石堤是海岸工程中的一种海堤形式，其以结构简单、施工快捷、布局灵活和造价经济的特点在工程中得到了广泛应用。宽肩台防波堤以堆积块石为主体，在海区波浪作用下达到稳定的堆积结构。进行宽肩台式防波堤稳定性的研究
是设计宽肩台防波堤的重要基础。介绍了波浪水槽的光滑粒子动力学 （SPH） 理论和建立方法，验证了造波结果。提出了一种块石单元法 （GEM） 模式，以块石单元为独立刚体来模拟宽肩台防波堤上的块石在波浪作用下的受力状态和运动过程。建立了一种垂向二维光滑粒子动力学方法 SPH 与 GEM 耦合的波浪和块石模型，采用 SPH 与 GEM 相结合，对防波堤堆石孔隙外部的波浪运动和内部的孔隙环流进行模拟计算，并根据 Forchheimer 公式确定孔隙内部的压力。用 SPH 方法模拟堆石堤外部流场的波浪破碎压力，用孔隙环流模拟堆石堤内部的孔隙压力。使用耦合模式模拟了宽肩台防波堤孔隙流场，验证了孔隙压力分布。模拟了波浪作用于块石和块石对波浪动力响应过程，给出了静态平衡到动态平衡的流固场变化，模拟结果与物理模型试验结果基本一致。耦合模型的建立为宽肩台堆石堤的稳定性研究提供了理论依据，同时也为同类型工程研究提供了新思路。 相似文献
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本文建立了大亚湾风暴潮涌浪传播数学模型,以任意多边形离散计算海区,每一多边形构成单元,以波浪运动学和动力学守恒方程模拟单元内能量传递,以风暴潮过程模拟边界入射波高过程,用风暴潮涌浪传播基本方程和波能缓坡方程结合模拟湾口巨浪向湾内的传播过程。通过分析大亚湾不同种类岸线反射系数的概率分布,并结合实测波高对模型进行率定,最终确定模型参数。将大亚湾特征点计算波高与统计推荐波高比较进行模型验证,结果显示SE向波高与H_(13%)推荐波高对应较好,可以用于大亚湾海区的波浪预报。计算当大亚湾口分别出现10年一遇、50年一遇及100年一遇的波高时,在E、ESE以及ES向入射波浪条件下大亚湾海域极值波高的分布。分别对风暴潮涌浪在不同类型岸线的爬高以及风暴潮涌浪传播对岸线的作用力进行计算。 相似文献
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为研究防潮闸启闭与跨水工程建设对河口地区水流泥沙运动状态的影响，以河口近闸跨水工程为背景，建立了以Godunov格式有限体积法为基础的二维浅水流动数学模型和基于固液二相流理论的二维水流泥沙数学模型，并以实测资料进行必要验证，结果较为吻合。在此基础上，建立了永定新河河口区域二维水沙数值模型，将该模型应用于滨海新区Z4线一期跨河工程段的水沙分析，并对工程建设后永定新河河口水流泥沙运动的变化趋势进行预报。结果表明永定新河河口二维全沙模型较为可靠，可为河口近闸跨水工程的相关分析提供研究思路和方法。 相似文献
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