| 宽肩台防波堤稳定性数值模拟方法研究 |
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| 引用本文： | 李彦卿,别社安.宽肩台防波堤稳定性数值模拟方法研究[J].海洋通报,2020,39(6):740-749. |
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| 作者姓名： | 李彦卿 别社安 |
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| 作者单位： | 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津300072;天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津300072 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金 （51021004；51079095） |
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| 摘 要： | 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。
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| 关 键 词： | 宽肩台防波堤 光滑粒子动力学方法(SPH) 块石单元法(GEM) 耦合数值模型 稳定性模拟 |
| 收稿时间： | 2020/5/18 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2020/7/31 0:00:00 |
Study on numerical simulation of stability of wide shouldered berm breakwater |
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| LI Yanqing,BIE Shean.Study on numerical simulation of stability of wide shouldered berm breakwater[J].Marine Science Bulletin,2020,39(6):740-749. |
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| Authors: | LI Yanqing BIE Shean |
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| Institution: | State Key Laboratory of Hydraulic Engineering Simulation and Safety, Tianjin University, Tianjin 300072, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | wide shouldered berm breakwater smooth particle dynamics method (SPH) gravel unit method (GEM) coupled numerical model stability simulation |
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