气幕防波堤消波性能数值模拟研究

该文将气液两相流看成是变密度单流体,以连续方程、雷诺平均方程和k?ε模型为控制方程,采用VOF方法追踪两相流界面,建立了气幕防波堤数值模型。基于Fluent软件平台,通过UDF在连续方程中添加附加质量源项实现了对气幕的数值模拟。数值计算得到的波浪透射系数同试验数据吻合较好。在此基础上讨论了入射波浪的周期和供气量等对气幕防波堤消波性能的影响。

气幕防波堤消波性能影响因素数值模拟研究

为研究气幕防波堤消波性能影响因素,将空气和水组成的两相流体处理为变密度单流体,通过UDF在连续方程中添加质量源项和动量方程中添加动量源项建立了气幕防波堤的数学模型,并将数值模拟结果与试验结果进行对比分析,二者具有较好的一致性,验证了气幕防波堤数学模型建立的合理性。以此为基础,对影响气幕防波堤消波性能的因素如入射波高、管道淹没深度进行了数值模拟计算,并通过分析、比较得出相关结论。这些结论对气幕防波堤的实际工程设计、施工等具有一定参考价值和指导意义。

单排与双排气幕防波堤消波性能数值模拟

将气液两相流看成是变密度单流体,以连续方程、雷诺平均方程和k-ε模型为控制方程,采用VOF方法追踪两相流界面,通过UDF在连续方程中添加附加质量源项的方法,建立了气幕防波堤数学模型。通过数值计算得到的波浪透射系数同试验数据吻合较好。在此基础上讨论了不同原型入射波浪要素、不同气幕间距以及不同供气量等对单排与双排气幕防波堤消波性能的影响,进而通过分析得出相应的结论,为气幕防波堤的设计提供有意义的依据。

多排式气幕防波堤消浪性能数值模拟研究

基于CFD工具,以不可压缩雷诺平均N-S方程、k-ω SST方程为控制方程,利用VOF方法追踪气液两相流界面,建立数学模型,对气幕防波堤的消浪性能进行研究,通过对比透射、反射系数,数值模拟计算结果与物理模型试验结果吻合良好。在此基础上,讨论了静水中不同气幕排数及间距下气幕周围的流场特性,进而分析了气幕排数及间距对不同周期波浪消浪效果的影响。结果表明当供气量较大且其间距为单排气幕两侧最大水平流流速之间的距离时,双排式气幕防波堤能有效增加其消浪效果,尤其是可以增大对较长周期波浪的消浪效果,但当气泡帷幕增加到三排时,其消浪效果由于供气量的分散没有显著提升。该研究结果为气幕防波堤在实际工程中的设计和应用提供了理论支持。

气幕防波堤供气量比尺数值模拟研究

将气体和液体两相流体处理为变密度单相流体,以流体连续方程、雷诺平均方程和k-ε方程为气幕防波堤控制方程,采用VOF方法追踪两相流体分界面,通过自定义函数UDF在连续方程中添加质量源项S_m实现气体混入液体,在此基础上对气幕防波堤供气量比尺进行数值模拟计算,采用原型法分析得到长度比尺λ_L和供气量比尺λ_Q之间的关系.

气幕式防波堤堤头护面块体防护措施研究

针对气幕式防波堤的消波原理及其影响因素已有很多的研究成果,但对气幕式防波堤堤头防护措施的研究还很少。在复杂的波浪条件下,有效的堤头防护措施可以加快施工进度,降低施工成本。气幕式防波堤工艺简单,移动性好,且可重复利用。针对气幕式防波堤对堤头的防护效果进行了物理模型试验研究,通过不同布置方案对比得到防护效果较好的布置形式,以供工程借鉴和参考。

气幕式防波堤用于实际工程的可行性研究

气幕式防波堤是一种特殊的防波堤结构,当喷气管安设得足够深时,船舶可以在任何地方进港,初期投资小,当水深很大,所需消波的入射波浪周期T较小,而且在短时间的偶然工作时,利用这种消波型式是合理的。文章结合工程的实际环境,从数理模型、物理模型和实际使用设计三个方面进行了分析。

一种基于海上平台的新型浮桥

21世纪为了解决跨海的交通问题,设计出以张力腿(TLP)为基础,与斜拉桥相组合的结构,并引气幕式防波堤布置于平台主体底端提供消浪作用,同时安装摇摆式波浪发电机为气幕式防波堤制造气幕提供电力供应。此方法具有潜在的经济效益与社会价值。