长周期波浪对潜堤-弧板式防波堤作用的水动力特性研究

鉴于长周期波浪条件下海洋防护结构物的消浪效果不理想,本文提出一种潜堤—弧板式防波堤结构。基于开源流体力学平台OpenFOAM,采用连续方程和雷诺平均斯托克斯方程作为流体控制方程,建立波浪与潜堤-弧板式防波堤结构相互作用的数值模型。采用试验结果验证的数值模型,分析弧板宽度、潜深对潜堤-弧板式防波堤消浪性能的影响,并探讨潜堤-弧板式防波堤弧板上下表面所受波浪压力的分布特性。结果表明:在设定的波浪周期范围内,潜堤-弧板式防波堤的透射系数随潜深和弧板宽度的增大而减小;其反射系数随潜深和板宽的增大而增大。潜堤-弧板式防波堤弧板下表面的正负压力值关于横轴近似对称,上表面不同测点之间的正负压力值存在显著差异。研究结果可为工程应用提供一定的理论与技术指导。