船舶尾流作用下拋石基床塊石沖刷穩(wěn)定性研究的開題報告

船舶尾流作用下拋石基床塊石沖刷穩(wěn)定性研究的開題報告一、選題背景及意義港口、航道等水上交通設(shè)施的船舶通航安全問題一直備受關(guān)注。船舶通過時產(chǎn)生的尾流對周邊環(huán)境和設(shè)施都會產(chǎn)生一定的影響，其中對于拋石基床塊石的沖刷穩(wěn)定性研究尤為重要。據(jù)統(tǒng)計，拋石基床塊石沖刷失穩(wěn)常常是船舶尾流作用下導(dǎo)致水工構(gòu)筑物損壞的主因之一，而沖刷失穩(wěn)的危害不僅僅是直接損壞拋石基床塊石，更可能引發(fā)整個水工構(gòu)筑物的破壞。因此，研究船舶尾流作用下拋石基床塊石的沖刷穩(wěn)定性對于提高水工構(gòu)筑物的抗風(fēng)浪性能和通航安全性至關(guān)重要。二、研究內(nèi)容本研究計劃以拋石基床塊石為研究對象，重點研究船舶尾流作用下拋石基床塊石的沖刷穩(wěn)定性問題。具體的研究內(nèi)容如下：1.文獻綜述，梳理國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的已有研究成果，分析拋石基床塊石沖刷穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀和趨勢。2.設(shè)計試驗方案，選擇合適的試驗?zāi)Ｐ秃蛥?shù)，以船舶尾流作用下的拋石基床塊石沖刷失穩(wěn)為試驗?zāi)繕耍瑢υ囼灲Y(jié)果進行數(shù)據(jù)處理和分析。3.進行數(shù)值模擬，選取合適的數(shù)值模型和計算方法，以船舶尾流作用下的拋石基床塊石沖刷失穩(wěn)為研究對象，對其進行數(shù)值模擬并分析結(jié)果。4.對試驗和數(shù)值模擬結(jié)果進行比較分析，得出結(jié)論和建議，為提高水工構(gòu)筑物的抗風(fēng)浪性能和通航安全性提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。三、預(yù)期成果本研究預(yù)期通過試驗和數(shù)值模擬的手段，揭示船舶尾流作用下拋石基床塊石的沖刷穩(wěn)定性機理，為提高水工構(gòu)筑物的抗風(fēng)浪性能和通航安全性提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。具體的預(yù)期成果包括：1.揭示拋石基床塊石在船舶尾流作用下的沖刷失穩(wěn)機理和規(guī)律。2.建立拋石基床塊石在船舶尾流作用下的沖刷穩(wěn)定性試驗?zāi)Ｐ?，并驗證模型的可行性和準確性。3.建立拋石基床塊石在船舶尾流作用下的沖刷穩(wěn)定性數(shù)值模型，并驗證模型的可行性和準確性。4.給出提高水工構(gòu)筑物沖刷穩(wěn)定性的建議和措施。四、研究方法和技術(shù)路線本研究的主要方法和技術(shù)路線如下：1.文獻綜述：綜合利用現(xiàn)有文獻資料進行綜述分析。2.設(shè)計試驗方案：根據(jù)拋石基床塊石的特性和船舶尾流的特點，設(shè)計合適的試驗方案，包括試驗?zāi)Ｐ偷闹谱?、試驗裝置的搭建、試驗參數(shù)的設(shè)定等。3.進行試驗并進行數(shù)據(jù)處理與分析：在設(shè)計好的試驗方案下，進行實際試驗，并對試驗結(jié)果進行數(shù)據(jù)處理與分析，得出重要的試驗數(shù)據(jù)指標值。4.建立數(shù)值模型：將試驗數(shù)據(jù)與現(xiàn)有數(shù)值計算方法相結(jié)合，建立拋石基床塊石在船舶尾流作用下的沖刷穩(wěn)定性數(shù)值模型。5.進行數(shù)值模擬并分析結(jié)果：在數(shù)值模型的基礎(chǔ)上，進行不同方案的數(shù)值模擬，并對模擬結(jié)果進行分析和比較，得出有關(guān)沖刷穩(wěn)定性的結(jié)論和建議。五、研究進度計劃1.第一階段（1-2月）：文獻研究，深度閱讀國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的文獻資料，熟悉現(xiàn)有研究成果和發(fā)展趨勢。2.第二階段（3-6月）：試驗及數(shù)據(jù)處理，根據(jù)設(shè)計好的方案，制作出試驗?zāi)Ｐ?，進而進行試驗，并將試驗結(jié)果進行數(shù)據(jù)處理與分析，得出試驗指標值。3.第三階段（7-10月）：數(shù)值模擬及結(jié)果分析，將試驗數(shù)據(jù)與現(xiàn)有數(shù)值計算方法相結(jié)合，建立拋石基床塊石在船舶尾流作用下的沖刷穩(wěn)定性數(shù)值模型，進行數(shù)值模擬，并分析和比較不同方案的模擬結(jié)果。4.第四階段（11-12月）：寫作論文、整理資料、制作PPT、答辯。六、參考文獻1.胡華軍.船舶尾流力與結(jié)構(gòu)相互作用的理論分析[J].我國船舶,2002,34(6):45-50.2.徐正忠,張鐳,謝瑛,等.船舶尾流荷載[M].北京:科學(xué)出版社,2005.3.Fan,D.,Ma,F.,Cao,S.,etal.Flowcharacterizationandscourpredictionofareversiblewing-dyne,ComputerandFluids,2015,116:199-210.4.Zhang,P.,Wang,D.,Liu,Y.,etal.Scouraroundsubmarinepipelineinducedbyshallowwat