波浪作用下人工魚礁水動力特性的數(shù)值研究

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1、犬裡－大學ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ碩士享位論文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ波浪作用下人工魚礁水動力特性的數(shù)值研究港口、海岸及近海工程學科專業(yè)＿＿作者姓名趙適ｇ賺指導教師———２０１５年６月８曰ａａ答辯日碩士學位論文波浪作用下人工魚礁水動力特性的數(shù)值研究Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｉｎｖｅｓｔｉａｔｉｏｎｏｆｈｄｒｏｄｎａｍｉｃｇｙｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｒｔｉｆｉｃｉａｌｒｅｅｆｉ

2、ｎｗａｖｅｓ作者姓名：王曉鵬學科、專業(yè)：港口、海岸及近海工程學號：２１２０６２１０？指導教師：趙云鵬副教授完成日期：２０１５年５月２日ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大連理工大學學位論文獨創(chuàng)性聲明作者鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下進行研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，也不包含其他巳申請學位或其他用途使用過的成果一。與我同工作的同志對本研究所做的貢獻均巳在論文

3、中做了明確的說明并表示了謝意。若有不實之處，本人愿意承擔相關(guān)法律責任。學位論文題目：《波浪作用下人工魚礁水動力特性的數(shù)值研究》作者簽名：總?cè)掌冢旱履暝?？曰大連理工大學碩士學位論文摘要近些年來，，全球范圍的漁業(yè)資源在不斷衰減人們的海洋環(huán)境保護意識也在日益增強，對海洋漁業(yè)資源的修復和保護越來越成為人們關(guān)注的焦點。各國在保護、增殖漁業(yè)一資源和修復海洋生態(tài)環(huán)境的工作中，采取的項重要措施是建設(shè)海洋牧場。在建設(shè)海洋一牧場時，人工魚礁作為種模擬自然礁石的人為構(gòu)造物被投放于海底，能夠保護魚類和增值產(chǎn)量，同時減小海

4、岸的侵燭。人工魚礁投放到海底后，將會受到波浪和水流的共同作用，同時也會對周圍的流場分布產(chǎn)生影響。人工魚礁通過帶來的流場效應(yīng)實現(xiàn)其生態(tài)功能，而保證人工魚礁生態(tài)功能長期有效的前提是確保其在波流作用下的物理穩(wěn)定性，故必須對人工魚礁的整體物理穩(wěn)定性進行計算校核，所以研究波浪作用下人工魚礁的水動力特性是十分必要的。目前國內(nèi)外對人工魚礁的研究主要集中于其生態(tài)效應(yīng)方面和水流作用下礁體周圍的流場分布情況，對人工魚礁在波浪作用下的水動力特性的研究還相對較少。本文利用計算流體力學軟件ＦＬＵＥＮＴ進行數(shù)值模擬，基于有限體積法，采用推板造波形式

5、，通過利用ＶＯＦ方法求解波面的方式建立了模擬人工魚礁與波浪相互作用的三維數(shù)值波浪水槽?；谠摂?shù)值模型研究了波浪作用下單體及組合三角型鏤空人工魚礁的受力情況，并與物理模型實驗結(jié)果進行對比，結(jié)果顯示人工魚ＩＩ受力與波浪形態(tài)吻合良好，驗證了數(shù)值模型的可行性。根據(jù)數(shù)值模擬的結(jié)果，對三角型人工魚礁周圍的流場分布進行了定性的分析；通過分析數(shù)據(jù)擬合出波浪作用下單體三角型人工魚礁的水動力系數(shù)；數(shù)值模擬結(jié)果顯示在波浪作用下人工魚礁的周圍水域產(chǎn)生了較強的上升流和回流，礁體內(nèi)部產(chǎn)生了明顯的禍旋結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果為實際建設(shè)中礁體結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化提供了

6、科學的理論依據(jù)。一本論文的主要內(nèi)容包括五章：第章簡要介紹了課題研究背景、意義及目的，詳細介紹了人工魚礁水動力特性的研究歷史、現(xiàn)狀和研究方法。第二章介紹了數(shù)值模擬的基三本理論和相關(guān)數(shù)值模型，包括控制方程、數(shù)值計算方法和維數(shù)值波浪水槽的建立，并驗證了所建立的三維數(shù)值波浪水槽造波的準確性和消波的有效性。第三章利用建立的數(shù)值波浪水槽模擬了波浪對單體三角型人工魚礁的作用，通過與物理模型實驗結(jié)果作對比，初步探究了波浪作用下單體三角型人工魚礁的水動力特性。第四章研究了組合三角型人工魚礁在波浪作用下的水動力特性。第五章對三角型人工魚

7、礁在波浪作用下的整體物理穩(wěn)定性進行了計算校核。－－Ｉ波浪作用下人工魚？ｉ水動力特性的數(shù)值研究關(guān)鍵詞：人工魚碟三維數(shù)值波浪水槽；；波浪力；流場效應(yīng)；水動力系數(shù)；穩(wěn)定性；數(shù)值模擬－ＩＩ－大連理工大學碩士學位論文ＮｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｉｎｖｅｓｔｉａｔｉｏｎｏｆｈｄｒｏｄｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｇｙｙｏｆｓｕｂｍｅｒｇｅｄａｒｔｉｆｉｃｉａｌｒｅｅｆｉｎｗａｖｅｓＡｂｓｔｒａｃｔ＇Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓｗｉｔｈｔｈｅｌｏｂａ

8、ｌｆｉｓｈｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓｄｅｃｌｉｎｉｎａｎｄｅｏｌｅｓａｗａｒｅｎｅｓｓｏｆ，ｇｙｇｐｐｍ