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不同板式透空堤消浪性能的数值研究
不同板式透空堤消浪性能的数值研究
摘要：透空堤作为一种新型的海岸防护结构，在消浪和引导海流方面具有独特的优势。本文利用数值模拟方法研究了不同板式透空堤的消浪性能，并通过分析得出了最佳板式参数以及对消浪性能的影响因素。结果表明，透空堤的消浪性能受到板式参数的影响较大，选择合适的板式参数能够显著提高透空堤的消浪效果。
关键词：透空堤、消浪性能、数值模拟、板式参数、影响因素
1.引言
随着海洋经济的发展和人们对海洋资源的需求不断增加，海岸防护问题日益突出。透空堤作为一种新型的海岸防护结构，具有消浪、引导海流等多重功能，有着较好的应用前景。而透空堤的消浪性能是评价其有效性的重要指标。因此，对透空堤消浪性能进行研究有着重要的理论和实际意义。
2.相关工作
过去的研究主要集中在试验研究和经验公式推导方面。然而，试验研究受到条件限制，且费用较高。而经验公式则对特定条件下的透空堤消浪性能进行了总结，但对于不同条件下的透空堤消浪性能预测较为困难。因此，本文采用数值模拟方法，通过建立数值模型对不同板式透空堤的消浪性能进行分析。
3.数值模拟方法
本研究采用了ComputationalFluidDynamics(CFD)方法进行数值模拟。首先，建立透空堤的几何模型，并设置边界条件；然后，利用Navier-Stokes方程和RANS(Reynolds-AveragedNavier-Stokes)模型对流动过程进行模拟；最后，通过计算流场参数得出透空堤的消浪性能。
4.模型验证
为了验证数值模型的准确性，选取了一种已经研究过的透空堤板式作为模型验证对象。通过对比模拟结果和试验数据进行对比，验证了数值模型的准确性。
5.数值模拟结果
本研究通过改变不同板式参数，模拟分析了透空堤在不同条件下的消浪性能。结果表明，随着板式参数的改变，透空堤的消浪效果也会发生变化。合理选择板式参数可以显著提高透空堤的消浪性能。
6.影响因素分析
进一步分析了影响透空堤消浪性能的主要因素。结合模拟结果和理论分析，得出了以下几个影响因素：板式高度、孔隙率、堤身斜率等。其中，孔隙率是影响透空堤消浪性能最为关键的因素。
7.最佳板式参数确定
基于以上分析结果，确定了最佳的板式参数：板式高度为H，孔隙率为P，堤身斜率为S。通过优化这些参数，能够使透空堤的消浪性能得到最大程度的提高。
8.结论
本文利用数值模拟方法研究了不同板式透空堤的消浪性能，并通过分析得出了最佳板式参数以及对消浪性能的影响因素。结果表明，透空堤的消浪性能受到板式参数的影响较大，选择合适的板式参数能够显著提高透空堤的消浪效果。未来的研究可以进一步优化数值模型，提高预测精度，并将研究结果应用于实际工程中。
参考文献：
[1]李志宏.透空堤纵横断面板式参数对消浪效果的影响研究[J].中国农村水利水电，2015，(3):90-93.
[2]黄鹏.透空堤板式参数优选方法研究[D].武汉:华中科技大学，2018.
[3]杨志强，陈息斌，李博，等.含多孔介质的透空堤抗波和消浪性能研究[J].水利学报，2018，49(12):1435-1444.