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1、《建筑结构抗震设计》课程论文班级:08级房建本2班学生姓名：鲁严学号：0802080213许昌学院城市与环境学院（土木工程学院）空气可压缩性对气幕防波堤消波性能影响研究张成兴1，王永学2（1.许昌学院，城市与环境学院，河南许昌461000，Email：zhangchengxing19@163.com；2.大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁大连116024）摘要：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
2、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入射波浪要素、不同长度比尺以及不同供气量等条件下空气可压缩性对气幕防波堤消波性能的影响，进而得出相应的结论。关键词：气幕防波堤；变密度单流体；消波性能；空气可压缩性StudyonthewavedissipatingperformanceofairbubblesbreakwaterwithaircompressibilityZHANGCheng-xing1,WANGYong-xue
3、2,ZHUYa-hong1(1.CollegeofUrbanPlanning&EnvironmentScience,XuchangUniversity,Xuchang461000,China;2.TheStateKeyLaboratoryofCoastalandOffshoreEngineering,DalianUniversityofTechnology,Dalian116024,China）Abstract:Assumingthetwophasefluidofwaterandairasavari
4、abledensityfluid,thenumericalmodeloftheairbubblesbreakwaterisdeveloped.Thecontinuityequation,theReynoldsaverageequationsandthemodelaretakenasthegoverningequations,andtheVOFmethodisusedtotracethewavesurface.Theadditionalsourcetermoftheaircurtainmodeliss
5、uccessfullyaddedtothecontinuityequationbytheMacroofUDF.Thetransmissioncoefficientsareobtainedatthedifferentairamountsandthewaveperiodsagreewellwiththeexperimentaldata,theeffectsofaircompressibilityonthewavedissipatingperformanceoftheairbubblesbreakwate
6、rareanalyzedwithdifferentwavecharacteristics,lengthscalesandairamounts,thensomeconclusion,whicharemeaningfultostudythewavedissipatingperformancesoftheairbubblesbreakwaterareobtained.Keywords:aircurtainbreakwater,variabledensityfluid,wavedissipatingperf
7、ormance,aircompressibility1引言气幕防波堤系统由铺设在需要掩护的海域外侧接近水底处的喷气孔管和装设在工作船上或岸上的压气站组成。自1907美国人Brasher首次基于气泡帷幕衰减波浪的观点提出了气幕防波堤结构以后，气幕防波堤结构相关理论得到了很多学者的大量研究[1]，但是对于气幕防波堤的消波机理却提出不同的观点。Thysse提出气幕防波堤系统的消波机理主要是气泡产生的表面水平流。IverBrevik认为气幕防波堤的消波是由于水平流的作用产生的，其消波过程可以分为三个区域，分
8、别为波幅增长阶段、波幅饱和阶段以及最终波幅消减阶段[2]。White与Geoffrey和Taylor提出了产生一定水平流速所需气量和消耗掉给定波长所需的流速的计算方法[3]。Eveans通过试验研究了气幕与水幕防波堤的消浪特性，认为气幕式与水幕式防波堤产生的表层流以及水质点速度的分配比较接近，二者可以达到相同的消浪效果，并且气幕防波堤对波浪的运动影响比较小[4]。Taylor通过分析并结合Schmidt的研究工作，认为水中气泡帷幕产生表面水平流速只和单位管道长度，单位
