船舶尾流作用下抛石基床块石冲刷稳定性研究的开题报告.docx

船舶尾流作用下抛石基床块石冲刷稳定性研究的开题报告
一、选题背景及意义
港口、航道等水上交通设施的船舶通航安全问题一直备受关注。船舶通过时产生的尾流对周边环境和设施都会产生一定的影响，其中对于抛石基床块石的冲刷稳定性研究尤为重要。
据统计，抛石基床块石冲刷失稳常常是船舶尾流作用下导致水工构筑物损坏的主因之一，而冲刷失稳的危害不仅仅是直接损坏抛石基床块石，更可能引发整个水工构筑物的破坏。因此，研究船舶尾流作用下抛石基床块石的冲刷稳定性对于提高水工构筑物的抗风浪性能和通航安全性至关重要。
二、研究内容
本研究计划以抛石基床块石为研究对象，重点研究船舶尾流作用下抛石基床块石的冲刷稳定性问题。具体的研究内容如下：
1.文献综述，梳理国内外相关领域的已有研究成果，分析抛石基床块石冲刷稳定性的研究现状和趋势。
2.设计试验方案，选择合适的试验模型和参数，以船舶尾流作用下的抛石基床块石冲刷失稳为试验目标，对试验结果进行数据处理和分析。
3.进行数值模拟，选取合适的数值模型和计算方法，以船舶尾流作用下的抛石基床块石冲刷失稳为研究对象，对其进行数值模拟并分析结果。
4.对试验和数值模拟结果进行比较分析，得出结论和建议，为提高水工构筑物的抗风浪性能和通航安全性提供基础数据支持。
三、预期成果
本研究预期通过试验和数值模拟的手段，揭示船舶尾流作用下抛石基床块石的冲刷稳定性机理，为提高水工构筑物的抗风浪性能和通航安全性提供基础数据支持。具体的预期成果包括：
1.揭示抛石基床块石在船舶尾流作用下的冲刷失稳机理和规律。
2.建立抛石基床块石在船舶尾流作用下的冲刷稳定性试验模型，并验证模型的可行性和准确性。
3.建立抛石基床块石在船舶尾流作用下的冲刷稳定性数值模型，并验证模型的可行性和准确性。
4.给出提高水工构筑物冲刷稳定性的建议和措施。
四、研究方法和技术路线
本研究的主要方法和技术路线如下：
1.文献综述：综合利用现有文献资料进行综述分析。
2.设计试验方案：根据抛石基床块石的特性和船舶尾流的特点，设计合适的试验方案，包括试验模型的制作、试验装置的搭建、试验参数的设定等。
3.进行试验并进行数据处理与分析：在设计好的试验方案下，进行实际试验，并对试验结果进行数据处理与分析，得出重要的试验数据指标值。
4.建立数值模型：将试验数据与现有数值计算方法相结合，建立抛石基床块石在船舶尾流作用下的冲刷稳定性数值模型。
5.进行数值模拟并分析结果：在数值模型的基础上，进行不同方案的数值模拟，并对模拟结果进行分析和比较，得出有关冲刷稳定性的结论和建议。
五、研究进度计划
1.第一阶段（1-2月）：文献研究，深度阅读国内外相关领域的文献资料，熟悉现有研究成果和发展趋势。
2.第二阶段（3-6月）：试验及数据处理，根据设计好的方案，制作出试验模型，进而进行试验，并将试验结果进行数据处理与分析，得出试验指标值。
3.第三阶段（7-10月）：数值模拟及结果分析，将试验数据与现有数值计算方法相结合，建立抛石基床块石在船舶尾流作用下的冲刷稳定性数值模型，进行数值模拟，并分析和比较不同方案的模拟结果。
4.第四阶段（11-12月）：写作论文、整理资料、制作PPT、答辩。
六、参考文献
1.胡华军.船舶尾流力与结构相互作用的理论分析[J].我国船舶,2002,34(6):45-50.
2.徐正忠,张镭,谢瑛,等.船舶尾流荷载[M].北京:科学出版社,2005.
3.Fan,D.,Ma,F.,Cao,S.,etal.Flowcharacterizationandscourpredictionofareversiblewing-dyne,ComputerandFluids,2015,116:199-210.
4.Zhang,P.,Wang,D.,Liu,Y.,etal.Scouraroundsubmarinepipelineinducedbyshallowwaterwaves,JournalofWaterway,Port,CoastalandOceanEngineering,2015,141(6):1-10.