技术特征：
1.一种评估海岸工程物理模型实验比尺效应的方法，其特征在于,包括以下步骤：s1、根据实际要求和主要作用力选取适当的相似准则；s2、按照实验的要求并结合实验场地的大小和实验水动力参数确定模型和模型比尺；s3、根据步骤s1中确定的相似准则选取不同的校验方法；s4、选取用于评估海岸工程物理模型实验比尺效应的模型，使用步骤s3中选取的校验方法模拟步骤s2中的模型在不同模型比尺下的水动力特性；s5、根据步骤s4中获取的不同模型比尺下的水动力特性参数，将采集到水动力特性参数与原型的水动力特性参数对比，对海岸工程物理模型实验比尺效应进行评估。2.根据权利要求1所述的一种评估海岸工程物理模型实验比尺效应的方法，其特征在于：在步骤s1中，相似准则通过对模型与原型在流场中的流体微团应用牛顿第二定律，再按照动力相似方法得出；相似准则包括主要作用力为重力的弗劳德相似准则、主要作用力为粘滞力的雷诺相似准则、主要作用力为弹性力的柯西相似准则。3.根据权利要求1所述的一种评估海岸工程物理模型实验比尺效应的方法，其特征在于：在步骤s3中，校验方法包括sph方法，sph方法即光滑粒子流体动力学方法。4.根据权利要求1所述的一种评估海岸工程物理模型实验比尺效应的方法，其特征在于：在步骤s4中，应用光滑粒子流体动力学方法模拟不同模型比尺下模型的水动力特性，通过对波面高度、波浪反射系数物理信息的比较，对海岸工程物理模型实验比尺效应进行评估分析，采用连续性方程和navier-stokes方程进行校验：stokes方程进行校验：其中，下标“i”和“j”分别表示目标和相邻的粒子，ρ表示密度，ρ
i
表示粒子i的密度，p表示压强，p
i
表示粒子i的压强，v表示粒子体积，u和r分别表示速度和位置向量，g为重力加速度，w
ij
＝w(r
i-r
j
,h)为核函数，其中h表示为光滑长度，h＝1.5dp，dp表示粒子的大小，α＝8ν/(hc0)是人工黏性系数，其中v为流体运动粘度；ρ0＝1000kg/m3为参考密度，π
ij
由下式定义：式(1)等号右侧的第二项提供了用于衰减固有密度噪声的人工扩散项，δ是取为0.1的系数，c0是数值声速，c0＝10(gd)
1/2
，其中ψ
ij
的计算公式为：其中，表示重整化的密度梯度，被定义为：其中l
i
的计算公式为：
表示张量积。5.根据权利要求4所述的一种评估海岸工程物理模型实验比尺效应的方法，其特征在于：由于式(1)和式(2)组成的流体控制方程是不闭合的，引入流体的状态方程：式中，γ是与流体压缩性质有关的系数；通过流体的状态方程建立了流体密度和压强之间关系，表明sph数值模型中流体压强变化的本质，即流体密度的变化。6.根据权利要求1所述的一种评估海岸工程物理模型实验比尺效应的方法，其特征在于：在步骤s4中，采用开孔沉箱作为评估海岸工程物理模型实验比尺效应的模型，同时采用开孔沉箱纵向断面代表开口沉箱模型，孔型为横条孔，沉箱外取3个浪高仪，在三种不同开孔率下进行三个周期的比尺效应的数值计算。7.根据权利要求6所述的一种评估海岸工程物理模型实验比尺效应的方法，其特征在于：对三个开孔率的不同比尺的模型进行数值计算，通过对比波面高度变化、反射系数变化来分析开孔沉箱模型实验的比尺效应。8.根据权利要求7所述的一种评估海岸工程物理模型实验比尺效应的方法，其特征在于：沉箱外3个浪高仪距离造波板的距离分别为x1l、x2l、x3l。
技术总结
本发明提供了一种评估海岸工程物理模型实验比尺效应的方法，应用SPH方法即光滑粒子流体动力学方法，使用SPH方法模拟不同比尺下开孔沉箱的水动力特性，通过对波面高度、波浪反射系数等物理信息的比较，对海岸工程物理模型实验比尺效应进行评估分析。本发明有益效果：本发明以开孔沉箱为例，使用SPH方法模拟不同比尺下开孔沉箱的水动力特性，通过对波面高度、波浪反射系数等物理信息的比较，揭示开孔沉箱的比尺效应。沉箱的比尺效应。沉箱的比尺效应。
技术研发人员：金瑞佳 耿宝磊 张华庆 韩丽影 姜云鹏 沈文君 戈龙仔 张维 马隽 熊岩 陈汉宝
受保护的技术使用者：交通运输部天津水运工程科学研究所
技术研发日：2021.10.20
技术公布日：2022/1/18