دانلود مقاله عملکرد هیدرودینامیکی موج شکن دیواری با کالورت مایل در تپه قلوه سنگ نفوذپذیر
چکیده
مقدمه
مدل روش المان مرزی بسط تابع ویژه جفت شده (EEBEM)
مدل عددی دینامیک سیالات محاسباتی (CFD).
نتایج و بحث
نتیجه گیری
منابع
Abstract
Introduction
Model of coupled eigenfunction expansion boundary element method (EEBEM)
Computational fluid dynamics (CFD) numerical model
Results and discussion
Conclusions
References
چکیده
موج شکن دیواری عمودی با کانال شیبدار (VWBIC) یک موج شکن جدید دوستدار محیط زیست است که در این مقاله پیشنهاد شده است، که توسعه بیشتر موج شکن دیواری عمودی با پلک افقی است (Lv and Zhao, 2021). برای تجزیه و تحلیل عملکرد هیدرودینامیکی VWBIC بر روی یک پایه تپه قلوه سنگ نفوذپذیر و برای پیشنهاد پارامترهای ساختاری بهینه پلچک برای کاربرد مهندسی، از یک روش المان مرزی انبساط تابع ویژه (EEBEM) استفاده می‌شود. علاوه بر این، نتایج جدید دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) برای آشکار کردن مکانیسم تعامل بین امواج و VWBIC استفاده می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که وقتی زاویه شیب پلک مثبت است، VWBIC برای کاربرد مهندسی مفیدتر است. با افزایش زاویه شیب کانال، VWBIC می تواند به طور موثر ضریب انتقال موج امواج متوسط و بلند را کاهش دهد، جریان نوسانی امواج کوتاه را تقویت کرده و نیروی موج بر روی VWBIC را کاهش دهد. در همین حال، از طریق اثرات کم عمق موج، تشدید و اتلاف انرژی، پایه تپه قلوه سنگ نفوذ پذیر می تواند به طور قابل توجهی بازتاب موج و نیروی موج را در VWBIC کاهش دهد. در نهایت، پارامترهای ساختاری بهینه VWBIC به دست می‌آیند. همه اینها نشان می دهد که VWBIC سازه موثرتری نسبت به موج شکن دیواری عمودی با پلک افقی است.
توجه! این متن ترجمه ماشینی بوده و توسط مترجمین ای ترجمه، ترجمه نشده است.
Abstract
Vertical wall breakwater with inclined culvert (VWBIC) is a new-type environmentally friendly breakwater proposed in this paper, which is a further development of vertical wall breakwater with horizontal culvert (Lv and Zhao, 2021). To analyze the hydrodynamic performance of the VWBIC on a permeable rubble mound foundation and to propose the optimal structural parameters of the culvert for engineering application, an eigenfunction expansion boundary element method (EEBEM) is used. Besides, newly performed computational fluid dynamics (CFD) results are used to reveal the interaction mechanism between waves and the VWBIC. The results show that when the culvert inclined angle is positive, the VWBIC is more beneficial to engineering application. With an increase in the culvert inclined angle, the VWBIC can effectively reduce wave transmission coefficient of medium and long waves, promote the oscillatory flow of short waves and reduce the wave force on the VWBIC. Meanwhile, through the effects of wave shallowing, resonance and energy dissipation, the permeable rubble mound foundation can significantly reduce the wave reflection and wave force on the VWBIC. Finally, the optimal structural parameters of the VWBIC are obtained. All these indicate that the VWBIC is a more effective structure than vertical wall breakwater with horizontal culvert.
Introduction
Breakwater with culvert (BC) is a kind of environmentally friendly breakwater for coastal and offshore engineering (Tsoukala and Moutzouris, 2009; Rageh and Koraim, 2010). Compared with the gravity breakwater, the BC can effectively reduce wave reflection and wave force on the breakwater (Li et al., 1997b), promote water exchange, and reduce the sediment deposition in the harbor basin (Lv and Zhao, 2021). Besides, some aquatic organisms can freely pass through the culvert, which is of great significance to maintaining the aquatic ecological environment in the harbor basin (Tsoukala et al., 2014). However, the distribution of sediment concentration in the ocean follows the law of being sparse at the top and dense at the bottom, especially for the encircled harbor basin. To further promote the water exchange and reduce sediment deposition, a new-type vertical wall breakwater with inclined culvert (VWBIC) is proposed in this paper, and it is a further study of vertical wall breakwater with horizontal culvert (Lv and Zhao, 2021). When the culvert inlet (sea area) is higher than the culvert outlet (harbor area), the high turbidity water at the bottom of the harbor will flow into the sea through oscillatory flow, and the low turbidity water at the surface of sea will flush the harbor area.
Conclusions
A new-type environmentally friendly breakwater named vertical wall breakwater with inclined culvert (VWBIC) is proposed in this paper. A coupled eigenfunction expansion boundary element method (EEBEM) combining computational fluid dynamics (CFD) numerical simulations is developed to study the hydrodynamic performance of the VWBIC on a permeable rubble mound foundation. Results show that compared with vertical wall breakwater with horizontal culvert, the VWBIC can optimize the hydrodynamic performance better, which has great engineering significance. From this study, the following conclusions can be drawn:
1. When the culvert inclined angle ? is opposite, such as ? and −?, both the amplitude of the transmission wave and reflection wave are the same. But the oscillatory flow with positive inclined angle (+?) is obviously larger than that with negative inclined angle (−?), and with the increase of ? and relative water depth ?ℎ, this difference is more obvious.