波浪与非连续介质相互作用的理论、实验与数值模拟研究

防波堤损坏在世界范围内不断发生，虽然防波堤类型不同，但其损坏部位多为消波、护面块体或抛石基床等堆石体结构，这些堆石体结构属于非连续介质，与波浪荷载的相互作用具有动力耦合的特点。本项目拟采用拉格朗日描述的不可压缩粘性流体N-S方程和固体弹性动力学方程建立波浪与非连续介质动力耦合理论模型，将颗粒有限元方法和离散元方法相结合进行数值求解，有效模拟波浪和块体相互作用时波浪的破碎和块体的滑移、转动、变形、破坏等。同时，开展波浪断面和整体物理模型实验，将数值模拟和物理模型实验相结合进行抛石斜坡堤越浪和护面块体稳定性机理研究，并进行考虑越浪和口门进浪综合作用的堤后水域安全评价，为防波堤断面尺寸和护面块体设计提供设计效果依据，从而保证防波堤和堤后水域安全。在此基础上，开发具有自主知识产权的非连续介质与波浪动力耦合分析软件，使其成为工程设计和决策的有力工具。

防波堤损坏在世界范围内不断发生，虽然防波堤类型不同，但其损坏部位多为消波、护面块体或抛石基床等堆石体结构，这些堆石体结构属于非连续介质，与波浪荷载的相互作用具有动力耦合的特点。本项目采用不可压缩粘性流体N-S方程和固体弹性动力学方程建立波浪与非连续介质动力耦合理论模型，将有限差分方法、有限元方法和离散元方法相结合进行数值求解，有效模拟波浪和块体相互作用时波浪的破碎和块体的滑移、转动、变形、破坏等。同时，开展波浪断面和整体物理模型实验，将数值模拟和物理模型实验相结合进行抛石斜坡堤越浪和护面块体稳定性机理研究，并进行考虑越浪和口门进浪综合作用的堤后水域安全评价，为防波堤断面尺寸和护面块体设计提供设计效果依据，从而保证防波堤和堤后水域安全。在此基础上，开发具有自主知识产权的非连续介质与波浪动力耦合分析软件，使其成为工程设计和决策的有力工具。本项目研究成果已应用于实际工程中。.本项目执行阶段共发表期刊学术论文11篇，其中8篇EI收录。4人次参加国际会议，并发表会议论文。申请专利4项，软件登记1项。培养1名博士研究生和2名硕士研究生。