椭圆形多孔介质浮式消波板水动力学特性数值模拟研究

多孔介质浮式消波堤，在具有显著消波效果的同时，还可确保掩护的水域良好的水质交换，安装拆卸方便，不受海域水深、底质等环境因素影响,因此在离岸养殖、海上旅游等产业上具有广阔的应用前景。消波板作为组成浮式消波堤的核心，其水动力特性直接影响着浮式消波堤的功能。椭圆形物体由于有长轴和短轴之分，具有对消波效果和消波区域可优化的特性；并具有消除消波堤的应力集中，增长其使用寿命，降低使用成本等优点。故本课题拟以椭圆形多孔介质浮式消波板为主要研究对象，设计多种具有足够浮力的椭圆形多孔介质消波板，通过水动力学分析、数学建模及模型实验等手段，建立一种能在设计阶段用来预测多孔介质浮式消波堤的水动力学特性及消波性能的数值模拟方法，并对其稳定性和消波效果的综合性能进行优化研究，为多孔介质浮式消波堤的设计和选型提供科学的理论支撑。

多孔介质浮式消波堤，在具有显著消波效果的同时，还可确保掩护的水域具有良好的水质交换，安装拆卸方便，不受海域水深、底质等环境因素影响，因此在离岸养殖、海上旅游等产业上具有广阔的应用前景。消波板作为组成浮式消波堤的核心，其水动力特性直接影响着浮式消波堤的功能。椭圆形物体由于有长轴和短轴之分，具有对消波效果和消波区域可优化的特性；同时具有消除消波堤的应力集中，降低使用成本等优点。本课题首先以圆形多孔消波板为研究对象，研究了规则波和圆形多孔板间的相互作用。通过模型实验中所测数据和理论数值计算结果进行比较分析，验证计算中所用孔隙率和实际材料开孔率之间的关系模型；其次以椭圆形多孔介质浮式消波板为研究对象，通过水动力学分析、数学建模及模型实验等手段，建立一种能在设计阶段用来预测多孔介质浮式消波堤的水动力学特性及消波性能的数值模拟方法；然后设计几种浮式多孔消波板，通过实验验证孔隙率、模型重心、系泊方式及堤宽等因素对其消波效果和系泊力等的影响，最后对其稳定性进行了研究。课题的研究，将为多孔介质浮式消波堤的设计和选型提供科学的理论支撑。