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二维潮流波浪数学模型及工程应用

作　者: 韩亮
导　师: 白玉川
学　校: 天津大学
专　业: 港口、海岸及近海工程
关键词: 水动力因素数学模型潮流波浪渤海湾大鹏澳
分类号: TV139.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

近岸水动力环境是对海岸带及港工建筑物产生直接影响的重要因素,也是海岸带及近海工程中重要的研究内容之一。其中,近岸水动力因素包括潮流、潮汐、波浪和泥沙输移等因素。海岸带附近的水动力环境非常复杂,在诸多研究方法中,以数学模型最为经济、方便,并成为研究大范围水动力条件变化的主要手段之一。本文的主要目标是应用SMS软件中的ADCIRC程序对渤海区域建立一个合适的二维潮流数学模型,并将模型应用在渤海海域以解决实际工程问题。通过利用SMS软件中的BOUSS-2D程序对大鹏澳海域的某防波堤工程进行二维波浪数学模拟,并根据结果分析工程的可行性。研究的主要内容包括:(1)对海岸工程数值模拟进行较为系统的阐述,并对海岸工程常用的数值模拟软件给以简单的介绍。(2)选用SMS软件中的ADCIRC模块对渤海海域建立二维潮流数学模型,在天津港附近选取实测点,根据实测资料分别对各验证点的潮位、流速和流向进行验证。验证结果较好,说明该潮流模型具有一定的可靠性,可用于近海工程实例分析。(3)对BOUSS-2D进行简单的介绍,在大鹏澳工程区域建立二维波浪数学模型,通过模拟结果得到近岸区域的波浪要素,从而分析工程区域内的靠泊与泊稳情况。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-12
  1.1 概述  7-8
  1.2 海岸工程数值模拟综述  8-11
    1.2.1 概述  8
    1.2.2 数值模拟计算方法  8-9
    1.2.3 数值模拟网格介绍  9-10
    1.2.4 数值模拟的优点和局限性  10-11
  1.3 本文的主要工作  11-12
第二章海岸工程数值模拟常用软件介绍  12-17
  2.1 SMS 简介  12-14
  2.2 MIKE21 简介  14-15
  2.3 Delft3d 简介  15
  2.4 本章小结  15-17
第三章二维潮流数学模型  17-45
  3.1 概述  17-18
  3.2 ADCIRC 模型简介  18
  3.3 ADCIRC 模型的控制方程  18-20
  3.4 ADCIRC 模型的数值求解方法  20
  3.5 工程实例  20-44
    3.5.1 工程区域概况  20-22
    3.5.2 渤海海域二维潮流模型建立  22-25
    3.5.3 模型验证  25-34
    3.5.4 模型验证分析  34
    3.5.5 渤海潮流场分析  34-41
    3.5.6 有无曹妃甸工程天津港附近水动力因素比较  41-44
  3.6 本章小结  44-45
第四章二维波浪数学模型  45-63
  4.1 概述  45
  4.2 BOUSS-2D 模型简介  45-46
  4.3 BOUSS-2D 模型的控制方程  46-48
  4.4 数值求解方法  48-50
  4.5 工程实例计算  50-63
    4.5.1 工程区域概况  50-52
    4.5.2 方案布置  52-53
    4.5.3 结果分析  53-63
第五章结论与展望  63-64
  5.1 本文的主要结论  63
  5.2 研究展望  63-64
参考文献  64-66
发表论文和参加科研情况说明  66-67
致谢  67

二维潮流波浪数学模型及工程应用

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