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梳式防波堤水動(dòng)力特性研究及應(yīng)用 版權(quán)信息
- ISBN：9787547870129
- 條形碼：9787547870129 ; 978-7-5478-7012-9
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊(cè)數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
梳式防波堤水動(dòng)力特性研究及應(yīng)用 本書特色
本書全面解析新型梳式防波堤水動(dòng)力學(xué)特性，涵蓋重力式與浮式兩大類型，通過豐富實(shí)驗(yàn)與數(shù)值研究，深入探究波浪與防波堤相互作用機(jī)制。內(nèi)容詳實(shí)，結(jié)構(gòu)清晰，既有理論深度，又具實(shí)踐指導(dǎo)價(jià)值，是水運(yùn)工程領(lǐng)域?qū)I(yè)人士及高校師生的B備參考，助力梳式防波堤技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展。
梳式防波堤水動(dòng)力特性研究及應(yīng)用 內(nèi)容簡介
本書介紹新型梳式防波堤水動(dòng)力學(xué)特性的實(shí)驗(yàn)和數(shù)值研究成果，包括重力式和浮式梳式防波堤兩大類型。全書共8章：第1章重點(diǎn)介紹防波堤的分類和研究現(xiàn)狀；第2~5章介紹重力式梳式防波堤的水動(dòng)力學(xué)研究成果，包括非透空重力梳式防波堤實(shí)驗(yàn)研究、波浪與重力式梳式防波堤相互作用數(shù)值模型、非透空和透空重力式梳式防波堤的數(shù)值研究等；第6~8章主要介紹浮式梳式防波堤水動(dòng)力學(xué)特性研究成果，包括浮式梳式防波堤的實(shí)驗(yàn)研究、浮子波浪能裝置與浮式梳式防波堤集成系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)及數(shù)值研究成果。 本書展示了梳式防波堤結(jié)構(gòu)的重大研究進(jìn)展，可供水運(yùn)工程領(lǐng)域港航專業(yè)技術(shù)人員和科研人員參考，也可供高等院校相關(guān)專業(yè)的師生參考。
梳式防波堤水動(dòng)力特性研究及應(yīng)用梳式防波堤水動(dòng)力特性研究及應(yīng)用 前言
梳式防波堤是一種創(chuàng)新的海岸工程結(jié)構(gòu)，旨在有效抵御海浪的沖擊，保護(hù)近岸區(qū)域免受侵蝕，同時(shí)維護(hù)港口航道的安全與暢通。這種防波堤的設(shè)計(jì)靈感來源于自然的防護(hù)機(jī)制與工程學(xué)的巧妙結(jié)合，其形態(tài)猶如一排排精心布置的梳子，能夠分散并減弱海浪的能量，從而減少對(duì)海岸線的直接沖擊。
梳式防波堤的核心特征在于其獨(dú)特的幾何布局，通常由一系列平行或交錯(cuò)排列的透空結(jié)構(gòu)單元組成，這些單元可以是固定于近岸海底的(重力式梳式防波堤)或是漂浮于水深海面(浮式梳式防波堤)。這種設(shè)計(jì)不僅減少了建設(shè)材料的使用，降低了成本，還通過其透空性促進(jìn)了水體交換，有利于保持海洋生態(tài)系統(tǒng)的健康。在外界水動(dòng)力作用下，梳式防波堤能夠展現(xiàn)出卓越的消浪效果。當(dāng)海浪遇到防波堤時(shí)，部分波浪能量被結(jié)構(gòu)表面反射，部分則通過結(jié)構(gòu)間的空隙發(fā)生衍射和折射，*終在海堤后方形成較為平靜的水域。這一過程有效降低了波高，減緩了水流速度，保護(hù)了后方港口、碼頭及沿海設(shè)施免受海浪侵蝕。隨著全球氣候變化和極端天氣事件的頻發(fā)，海洋防災(zāi)減災(zāi)的需求日益迫切。梳式防波堤作為一種高效、環(huán)保的海洋防護(hù)手段，正逐漸成為海洋工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。隨著海洋資源的進(jìn)一步開發(fā)和利用，梳式防波堤特有的腔室結(jié)構(gòu)既可作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，又具有波浪匯聚和放大的功能，可為人類探索和利用海洋資源方式提供更多選擇。在我國邁向海洋強(qiáng)國的征途中，梳式防波堤等海洋工程技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，對(duì)于保障國家能源安全、促進(jìn)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展、維護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境平衡等方面具有重要意義。
梳式防波堤水動(dòng)力特性研究及應(yīng)用 目錄
第1章 梳式防波堤的研究概述………………………1
1.1梳式防波堤研究背景/2
1.2梳式防波堤機(jī)理特點(diǎn)/3
1.3梳式防波堤研究現(xiàn)狀/4
1.4梳式防波堤發(fā)展前景/5
第2章
非透空重力式梳式防波堤試驗(yàn)研究… …7
2.1防波堤結(jié)構(gòu)水動(dòng)力模型試驗(yàn)設(shè)置/8
2.1.1水動(dòng)力模型試驗(yàn)方法/8
2.1.2水動(dòng)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ筒贾?9
2.2防波堤結(jié)構(gòu)水動(dòng)力試驗(yàn)結(jié)果/12
2.2.1波浪壓強(qiáng)分布特征/12
2.2.2相對(duì)波高對(duì)波浪力的影響/16
2.2.3翼板的波浪力特性/17
2.3改進(jìn)型結(jié)構(gòu)水動(dòng)力試驗(yàn)結(jié)果/21
2.3.1試驗(yàn)?zāi)Ｐ筒贾眉胺治龇椒?21
2.3.2三種改進(jìn)結(jié)構(gòu)水動(dòng)力特性對(duì)比/24
2.3.3改進(jìn)結(jié)構(gòu)水動(dòng)力學(xué)特性分析/26
第3章 重力式梳式防波堤數(shù)值模型建立… … …31
3.1數(shù)值波浪水槽模型的建立/32
3.1.1控制方程/32
3.1.2邊界條件和初始條件/34
3.1.3數(shù)值計(jì)算方法/35
3.1.4造波方法/37
3.1.5數(shù)值水槽尺度及網(wǎng)格劃分/39
3.2數(shù)值波浪水槽的驗(yàn)證/40
3.2.1線性規(guī)則波浪的模擬與驗(yàn)證/40
3.2.2 Stokes波浪的模擬與驗(yàn)證/43
3.2.3隨機(jī)波浪的模擬與驗(yàn)證/44
3.2.4消波效果驗(yàn)證/46
3.3波浪與三維結(jié)構(gòu)物作用模型驗(yàn)證/46
3.3.1波浪與直墻相互作用驗(yàn)證/47
3.3.2 波浪與漂浮三箱結(jié)構(gòu)作用驗(yàn)證/49
第4章 非透空重力式梳式防波堤數(shù)值研究……… …53
4.1波浪與非透空梳式防波堤作用數(shù)值模型/54
4.1.1數(shù)值模型建立/54
4.1.2數(shù)值模型驗(yàn)證/55
4.2波浪作用過程流場分析/58
4.2.1波浪在異型空腔內(nèi)的運(yùn)動(dòng)過程/58
4.2.2受沖擊時(shí)異型空腔內(nèi)的流場特性/61
4.2.3結(jié)構(gòu)的危險(xiǎn)水位分析/65
4.3空腔結(jié)構(gòu)的優(yōu)化研究/67
第5章 透空重力式梳式防波堤數(shù)值研究…… …73
5.1波浪與防波堤作用的數(shù)值模型/74
5.1.1模型建立及數(shù)據(jù)處理方法/74
5.2受力機(jī)理分析/76
5.2.1 結(jié)構(gòu)表面波浪力分布特性/76
5.2.2翼板的波浪力隨結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化/81
5.2.3波浪在異型空腔內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程分析/84
5.2.4異型空腔內(nèi)流場特性/87
5.3水位在胸墻底板以上情況/95
5.3.1規(guī)則波下水平力折減系數(shù)/95
5.3.2 反射系數(shù)特性及經(jīng)驗(yàn)公式/97
5.3.3透射系數(shù)特性及經(jīng)驗(yàn)公式/98
5.4水位在胸墻底板以下情況/98
5.4.1規(guī)則波下水平力特性研究/99
5.4.2水平力折減系數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式/103
5.4.3透射系數(shù)及經(jīng)驗(yàn)公式/104
5.4.4 結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)水位分析/110
第6章 浮式梳式防波堤試驗(yàn)研究… ………………113
6.1水動(dòng)力模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)/114
6.1.1試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)/114
6.1.2試驗(yàn)工況設(shè)定/114
6.2模型消浪性能試驗(yàn)結(jié)果及分析/116
6.2.1 浮式梳式與方箱式防波堤對(duì)比/116
6.2.2 相對(duì)寬度影響分析/118
6.2.3波高影響分析/118
6.2.4波流共同作用影響分析/119
6.2.5 不規(guī)則波影響分析/120
6.3 模型改進(jìn)優(yōu)化措施/121
6.3.1 加長底板改進(jìn)/121
6.3.2增設(shè)下?lián)醢?122
第7章 浮式梳式防波堤集成波浪能裝置試驗(yàn)研究… …125
7.1波浪與浮子相互作用勢(shì)流理論/126
7.1.1浮子在流體中的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)/126
7.1.2波浪能俘獲效率的求解/127
7.2模型試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)/128
7.2.1試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)/128
7.2.2試驗(yàn)工況設(shè)定/130
7.3物理模型試驗(yàn)結(jié)果分析與討論/131
7.3.1單獨(dú)浮子與集成浮子波浪能裝置性能對(duì)比/131
7.3.2浮子與空腔相對(duì)位置的影響/132
7.3.3浮子與空腔寬度的影響/135
7.3.4空腔平面形狀的影響/137
7.3.5浮子底部形狀影響/139
第8章 浮式梳式防波堤集成波浪能裝置數(shù)值研究… …143
8.1數(shù)值模型介紹/144
8.1.1 波浪運(yùn)動(dòng)控制方程/144
8.1.2紊流模型/145
8.1.3自由表面追蹤的VOF法/147
8.2數(shù)值模擬結(jié)果分析與討論/150
8.2.1 振蕩浮子數(shù)值模擬驗(yàn)證/150
8.2.2 浮子相對(duì)位置優(yōu)化研究/151
8.2.3浮子相對(duì)尺寸優(yōu)化/152
8.2.4浮子相對(duì)吃水優(yōu)化/153
8.2.5浮子底面形狀優(yōu)化/154
參考文獻(xiàn)/156
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梳式防波堤水動(dòng)力特性研究及應(yīng)用 作者簡介
臧志鵬，天津大學(xué)建筑工程學(xué)院 特聘研究員，主持國家自然科學(xué)基金4項(xiàng)，發(fā)表SCI/EI期刊論文50余篇，授權(quán)發(fā)明專利20余項(xiàng)，軟件3項(xiàng)，出版教材/專著3部，獲省部級(jí)科技獎(jiǎng)2項(xiàng)，現(xiàn)擔(dān)任4本中英文期刊的編委/青年編委。
房卓，交通運(yùn)輸部規(guī)劃研究院，首席研究員，主要從事港口規(guī)劃研究工作。榮獲交通運(yùn)輸部青年科技英才、中國航海青年科技獎(jiǎng)。
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