浮筒式防波堤的数值模拟研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着海洋资源开发力度的不断加大，海岸工程建设逐渐向近海发展，对防波堤的性能要求也越来越高。

传统的重力式防波堤虽然稳定性好，但其对水深和地质条件要求高，且施工成本高昂，在深海环境下应用受限。

浮筒式防波堤作为一种新型的防浪结构，具有造价低、施工周期短、适应性强等优点，近年来在国内外受到广泛关注。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，浮筒式防波堤作为一种新型的海岸防护结构，越来越受到国内外学者的关注。

1. 国内研究现状

国内学者在浮筒式防波堤方面开展了一系列研究，取得了一些成果。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究将采用数值模拟的方法，对浮筒式防波堤的水动力特性和消波机理进行深入研究，主要内容包括：1.浮筒式防波堤水动力特性研究：-建立基于势流理论或粘性流理论的浮筒运动方程，模拟其在波浪作用下的运动响应。

-分析波浪要素、浮筒几何尺寸、系泊方式等因素对浮筒水动力性能的影响。

2.浮筒式防波堤消波性能研究：-采用cfd软件建立数值波浪水槽，模拟波浪与浮筒式防波堤的相互作用过程。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用数值模拟的方法，借助专业的流体力学仿真软件，对浮筒式防波堤进行系统性研究。

首先，将基于势流理论或粘性流理论建立浮筒式防波堤的水动力模型，模拟其在波浪作用下的运动响应，并分析关键参数对水动力特性的影响。

其次，利用cfd软件建立数值波浪水槽，模拟波浪与浮筒式防波堤的相互作用过程。

5. 研究的创新点

本研究将在以下几个方面力求创新：
1.采用更加精细的数值模型，例如结合cfd和有限元方法，对浮筒式防波堤进行多场耦合模拟，以期更准确地预测其水动力特性和消波性能。

2.深入研究浮筒式防波堤在非规则波浪、极端海况以及复杂海底地形条件下的运动响应和消波机理，拓展其应用范围。

3.结合人工智能算法，例如遗传算法、神经网络等，对浮筒式防波堤的设计参数进行优化，以提高其防波效率和经济性。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 刘涛,董国海,李雪艳.基于openfoam的双浮体透空式防波堤消浪性能数值模拟[j].海洋工程,2023,41(01):116-125.

[2] 陈文超,王永学,李雪艳.浮式防波堤水动力性能研究进展[j].海洋工程,2022,40(06):1-12.

[3] 李子豪,张宁川,王涛,等.基于openfoam的浮体运动数值模拟方法研究[j].水动力学研究与进展(a辑),2021,36(12):1435-1445.