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基于SPH的新型人工块体TB-CUBE设计优化和水动力特性数值模拟
1
作者
彭程
王昊
+2 位作者
张华庆
陈汉宝
赵旭
《工程科学与技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期181-190,共10页
为探究高透空性新型人工块体TB-CUBE的最优结构尺寸型式及其水动力特性,利用基于光滑粒子方法(smoothed particle hydrodynamics,SPH)的DualSPHysics开源代码开展斜坡堤新型人工块体TB-CUBE数值模拟研究,探究其在规则波作用下的爬高和...
为探究高透空性新型人工块体TB-CUBE的最优结构尺寸型式及其水动力特性,利用基于光滑粒子方法(smoothed particle hydrodynamics,SPH)的DualSPHysics开源代码开展斜坡堤新型人工块体TB-CUBE数值模拟研究,探究其在规则波作用下的爬高和越浪等水动力特性及波浪变化规律。结果表明:数学模型模拟的爬高和越浪与物理模型试验的实测值误差分别在6%和9%以内,可较好地刻画波浪在人工块体上的演变过程。基于此验证模型,分析不同细部尺寸参数下块体的水动力特性,综合块体爬高、反射系数、越浪、块体孔隙率和材料用量等因素,得到最优消浪效果所对应TB-CUBE块体的球相对半径R1、圆柱相对半径R2与块体边长h的关系。在此基础上,以优化后的TB-CUBE块体为对象,分析其爬高和越浪的过程,揭示出该块体的消浪机理主要为相邻块体之间的圆孔对波浪的爬高和回落均有阻滞作用,且块体内部孔隙可以容纳水体并形成紊流效能,可以相应地减少波浪的爬高。此外,研究斜坡坡度、堤前水深、入射波高和波周期等对波浪爬高的影响,得到TB-CUBE块体爬高随入射波高和波坦的增大而增大,而随坡度的变化呈现单峰曲线的变化趋势。进一步考虑不同波浪破碎形态对波浪爬高的影响,拟合得出TB-CUBE块体的爬高经验公式,公式拟合值与模型计算值相关系数达0.981,能够真实反映该块体的爬高情况,为今后该块体在海岸工程中的实践运用提供科学依据。
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关键词
光滑粒子方法
新型
人工
块体
TB-CUBE
块体
波浪爬高
越浪
经验公式
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职称材料
斜坡堤新型人工块体TB-CUBE的波浪爬高和反射试验研究
被引量：
1
2
作者
彭程
王昊
+2 位作者
娄雅冬
褚逸云
陈松贵
《水运工程》
北大核心
2022年第9期1-7,共7页
针对新型人工块体TB-CUBE在斜坡堤上对于规则波爬高及反射的影响效果,进行试验研究。研究结果表明:波浪爬高随斜坡堤坡度增加呈现先增加后减小的趋势,并随水深增加先减小后增加;同时,堤前反射系数随水深和坡度增加呈现逐渐减小的趋势。...
针对新型人工块体TB-CUBE在斜坡堤上对于规则波爬高及反射的影响效果,进行试验研究。研究结果表明:波浪爬高随斜坡堤坡度增加呈现先增加后减小的趋势,并随水深增加先减小后增加;同时,堤前反射系数随水深和坡度增加呈现逐渐减小的趋势。依据波浪在新型护面块体TB-CUBE上爬高的相关因素,并以此拟合出波浪在该块体上爬高的经验公式,并与JTS 145—2015《港口与航道水文规范》进行了对比分析。结果表明:拟合的经验公式对TB-CUBE块体的适用性比规范中的计算公式更好。
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关键词
新型
人工
块体
TB-CUBE
块体
波浪爬高
反射系数
经验公式
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职称材料
题名
基于SPH的新型人工块体TB-CUBE设计优化和水动力特性数值模拟
1
作者
彭程
王昊
张华庆
陈汉宝
赵旭
机构
长沙理工大学、水利与环境工程学院、水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室
交通运输部天津水运工程科学研究院港口水工建筑技术国家工程研究中心
出处
《工程科学与技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期181-190,共10页
基金
国家自然科学基金项目(28119002)
中央级科研院所基本科研业务费专项(TKS20200204,TKS20220602)。
文摘
为探究高透空性新型人工块体TB-CUBE的最优结构尺寸型式及其水动力特性,利用基于光滑粒子方法(smoothed particle hydrodynamics,SPH)的DualSPHysics开源代码开展斜坡堤新型人工块体TB-CUBE数值模拟研究,探究其在规则波作用下的爬高和越浪等水动力特性及波浪变化规律。结果表明:数学模型模拟的爬高和越浪与物理模型试验的实测值误差分别在6%和9%以内,可较好地刻画波浪在人工块体上的演变过程。基于此验证模型,分析不同细部尺寸参数下块体的水动力特性,综合块体爬高、反射系数、越浪、块体孔隙率和材料用量等因素,得到最优消浪效果所对应TB-CUBE块体的球相对半径R1、圆柱相对半径R2与块体边长h的关系。在此基础上,以优化后的TB-CUBE块体为对象,分析其爬高和越浪的过程,揭示出该块体的消浪机理主要为相邻块体之间的圆孔对波浪的爬高和回落均有阻滞作用,且块体内部孔隙可以容纳水体并形成紊流效能,可以相应地减少波浪的爬高。此外,研究斜坡坡度、堤前水深、入射波高和波周期等对波浪爬高的影响,得到TB-CUBE块体爬高随入射波高和波坦的增大而增大,而随坡度的变化呈现单峰曲线的变化趋势。进一步考虑不同波浪破碎形态对波浪爬高的影响,拟合得出TB-CUBE块体的爬高经验公式,公式拟合值与模型计算值相关系数达0.981,能够真实反映该块体的爬高情况,为今后该块体在海岸工程中的实践运用提供科学依据。
关键词
光滑粒子方法
新型
人工
块体
TB-CUBE
块体
波浪爬高
越浪
经验公式
Keywords
smoothed particle hydrodynamics
new type of artificial block
TB-CUBE
wave run-up
overtopping
empirical formula
分类号
U656.2 [交通运输工程—港口、海岸及近海工程]
TV139.2 [交通运输工程—船舶与海洋工程]
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职称材料
题名
斜坡堤新型人工块体TB-CUBE的波浪爬高和反射试验研究
被引量：
1
2
作者
彭程
王昊
娄雅冬
褚逸云
陈松贵
机构
交通运输部天津水运工程科学研究院
港口水工建筑技术国家工程研究中心
中交第一航务工程局有限公司
河海大学港口海岸与近海工程学院
出处
《水运工程》
北大核心
2022年第9期1-7,共7页
基金
国家自然科学基金项目(5200149、52039005、51861165102)
中央级科研院所基本科研业务费专项(TKS20200204)。
文摘
针对新型人工块体TB-CUBE在斜坡堤上对于规则波爬高及反射的影响效果,进行试验研究。研究结果表明:波浪爬高随斜坡堤坡度增加呈现先增加后减小的趋势,并随水深增加先减小后增加;同时,堤前反射系数随水深和坡度增加呈现逐渐减小的趋势。依据波浪在新型护面块体TB-CUBE上爬高的相关因素,并以此拟合出波浪在该块体上爬高的经验公式,并与JTS 145—2015《港口与航道水文规范》进行了对比分析。结果表明:拟合的经验公式对TB-CUBE块体的适用性比规范中的计算公式更好。
关键词
新型
人工
块体
TB-CUBE
块体
波浪爬高
反射系数
经验公式
Keywords
new type of artificial block
TB-CUBE
wave run-up
reflection coefficient
empirical formula
分类号
U653.4 [交通运输工程—港口、海岸及近海工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于SPH的新型人工块体TB-CUBE设计优化和水动力特性数值模拟
彭程
王昊
张华庆
陈汉宝
赵旭
《工程科学与技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
下载PDF
职称材料
2
斜坡堤新型人工块体TB-CUBE的波浪爬高和反射试验研究
彭程
王昊
娄雅冬
褚逸云
陈松贵
《水运工程》
北大核心
2022
1
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职称材料
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