波浪对圆柱外接圆弧型防波堤绕射的解析计算.pptxVIP

波浪对圆柱外接圆弧型防波堤绕射的解析计算汇报时间：2024-01-21汇报人：

目录引言波浪与防波堤相互作用基本理论圆柱外接圆弧型防波堤模型建立

目录波浪对圆柱外接圆弧型防波堤绕射现象分析实验验证与数值模拟结果对比分析结论与展望

引言01

01海洋工程结构物在波浪作用下的安全性和稳定性问题日益突出，防波堤作为一种重要的海洋工程结构物，其设计和建造对于保障港口、海岸工程等的安全具有重要意义。02圆柱外接圆弧型防波堤作为一种新型防波堤结构形式，具有良好的波浪绕射性能和较低的反射性能，对于减小波浪对港口、海岸工程等的影响具有重要作用。03通过对圆柱外接圆弧型防波堤绕射的解析计算研究，可以为该类防波堤的设计和建造提供理论支持和技术指导，同时也有助于推动海洋工程结构物在波浪作用下的安全性和稳定性研究的发展。研究背景和意义

国内外研究现状及发展趋势010203国内外学者对于防波堤的绕射问题进行了大量的研究，包括解析计算、数值模拟和实验研究等方法。其中，解析计算方法具有精度高、计算效率快等优点，在防波堤绕射问题的研究中得到了广泛应用。目前，国内外学者已经建立了多种解析计算模型用于研究防波堤的绕射问题，如微幅波理论、有限水深理论、多重散射理论等。这些模型在不同的波浪条件和结构形式下具有不同的适用性和精度。随着计算机技术和数值计算方法的不断发展，数值模拟方法在防波堤绕射问题的研究中得到了越来越广泛的应用。数值模拟方法可以模拟复杂的波浪条件和结构形式，为防波堤的设计和建造提供更加全面和准确的分析结果。

本文旨在通过建立圆柱外接圆弧型防波堤绕射的解析计算模型，研究该类防波堤在波浪作用下的绕射性能和反射性能。具体内容包括：建立圆柱外接圆弧型防波堤的数学模型，推导波浪绕射和反射的解析计算公式；分析不同波浪参数和结构参数对防波堤绕射性能和反射性能的影响；通过算例验证本文解析计算模型的准确性和可靠性。本文研究目的和内容

波浪与防波堤相互作用基本理论02

010203包括波高、波长、周期等，决定波浪的基本形态和特征。波浪要素波浪在传播过程中受到水深、地形等多种因素的影响，传播速度、方向等发生变化。波浪传播波浪对结构物产生的作用力包括动水压力、浮托力、冲击力等，对结构物的稳定性和安全性产生重要影响。波浪作用力波浪基本性质

01结构形式02作用防波堤的结构形式包括重力式、桩式、混合式等，不同结构形式具有不同的优缺点和适用范围。防波堤的主要作用是消减波浪能量，保护港口、航道等水域工程的安全和稳定。同时，防波堤还可以起到改善水域环境、促进泥沙淤积等作用。防波堤结构形式及作用

波浪反射当波浪遇到防波堤时，部分波浪能量会被反射回去，形成反射波。反射波的形态和特征与入射波和防波堤的结构形式有关。波浪透射部分波浪能量会透过防波堤继续传播，形成透射波。透射波的形态和特征受到防波堤结构形式和材料性质的影响。波浪绕射当波浪遇到防波堤的圆弧段时，会发生绕射现象。绕射波的形态和特征取决于圆弧段的半径、水深等因素。波浪破碎在特定条件下，波浪会在防波堤上发生破碎现象，产生强烈的冲击力和动水压力，对防波堤的稳定性造成威胁。波浪与防波堤相互作用机理

圆柱外接圆弧型防波堤模型建立03

假设波浪为线性小振幅波，忽略非线性效应；防波堤视为刚体，不考虑其变形；忽略水流对波浪传播的影响；圆柱外接圆弧型防波堤截面形状简化为圆形。模型假设与简化

拉普拉斯方程描述波浪运动；控制方程在防波堤表面，波浪水质点速度为零；在无穷远处，波浪水质点速度和加速度为零。边界条件控制方程和边界条件

01采用有限差分法或有限元法进行数值计算；02对计算区域进行网格划分，确定网格大小和形状；03编写程序实现数值计算过程，包括网格生成、方程离散化、边界条件处理等步骤。数值计算方法及程序实现

波浪对圆柱外接圆弧型防波堤绕射现象分析04

不同入射角度下绕射现象描述01入射角度较小时，波浪主要沿着防波堤表面传播，绕射现象不明显。02随着入射角度的增大，波浪在防波堤表面发生反射和折射，形成明显的绕射现象。当入射角度接近垂直时，波浪几乎完全绕过防波堤，绕射现象最为显著。03

波长较短时，波浪在防波堤表面传播距离较短，绕射现象相对较弱。随着波长的增加，波浪在防波堤表面传播距离变长，绕射现象逐渐增强。波高对绕射现象的影响较小，但在波高较大时，波浪的破碎和湍流效应会增强绕射现象的复杂性。不同波长、波高下绕射现象变化规律

防波堤的高度和宽度会影响波浪在结构表面的反射和折射程度，从而影响绕射现象的强弱。防波堤的形状和坡度会影响波浪在结构表面的传播路径和速度分布，进而改变绕射现象的表现形式。结构材料的透波性能也会对绕射现象产生影响，透波性能好的材料可以减小波浪在结构内部的反射和折射，降低绕射现象的复杂性。结构参数对绕射现象影响分析

实验验证与数值模拟结