【论文推荐】| 基于SPH方法的开孔潜堤岸滩促淤效果数值研究

论文导读与观点概要

1. 研究目的

海岸侵蚀是全球性的环境难题，传统防波堤虽能消浪但易阻断泥沙交换。开孔潜堤作为一种生态友好型结构，其核心优势在于通过调控水动力实现“保滩促淤”。然而，其内部的泥沙输移机理及关键设计参数（如开孔率）对促淤效果的影响尚不明确。本文旨在基于无网格光滑粒子流体动力学（SPH）方法，建立波浪-结构-泥沙耦合的数值模型，系统探究开孔潜堤周围的流场演变与泥沙运动规律，并重点分析波浪要素、潜堤布置位置及开孔率对岸滩淤积形态的影响，最终为工程实践提供量化的设计依据。

2. 研究方法

本文采用数值模拟与参数化分析相结合的方法：

3. 主要结果

🌊 泥沙输移机理

📉 影响参数分析

4. 结论

基于光滑粒子流体动力学（SPH）方法，建立了波浪-建筑物-岸滩相互作用的数值模型，并通过验证证明了模型的准确性和可靠性。利用该模型，研究了开孔潜堤在规则波作用下的促淤效果，得到以下主要结论：

1）规则波与开孔潜堤相互作用中，堤前0.2λ~0.5λ范围内底部流速激增驱动泥沙起动，经开孔区域输运后在堤后低流速区沉降，具备“促起动-控输移-稳沉降”的泥沙调控作用，可实现岸滩促淤效果。

2）波高与波长均对开孔潜堤岸滩促淤效果有直接影响，平均淤积厚度以及最大淤积厚度均随波高与波长的增大而增大。随着离岸距离的增大，堤后平均淤积厚度有显著的降低，建议工程设计中采用较小离岸距离以增强近岸促淤效果。

3）岸滩坡度与开孔潜堤促淤效果最优开孔率存在显著非线性关联，随坡度由1∶20陡坡向1∶100缓坡过渡，促淤效果最佳开孔率从30逐渐提升至50，其定量关系符合二次函数n=-0.004p²+0.812p+13.09（R²=0.996）。

💡 推广语：

这篇文章为海岸带的“生态保卫战”提供了精准的“手术刀”。研究团队利用先进的SPH数值模拟技术，首次清晰揭示了开孔潜堤如何像“泥沙搬运工”一样，将海底泥沙从堤前“搬运”到堤后，从而自然形成保护沙滩。文章最大的亮点在于推导出了“黄金开孔率”的计算公式，能够根据海滩的坡度精准指导工程设计。对于从事海岸防护、生态修复及港口航道设计的工程师而言，这是一份兼具理论深度与实用价值的必读指南。

相关图表

本文引用格式：邓斌, 邓先超, 官志鑫, 等. 基于SPH方法的开孔潜堤岸滩促淤效果数值研究[J]. 海洋工程, 2026, 44(3): 66-77.  (DENG Bin, DENG Xianchao, GUAN Zhixin, et al. Numerical study on the siltation effect of open-hole submerged breakwater based on SPH method[J]. The Ocean Engineering, 2026, 44(3): 66-77.  (in Chinese)）

作者简介：   

邓 斌（1985—），男，湖南衡阳人，教授，主要从事河流、海岸动力过程及其数值模拟研究。E-mail：dengbin07@csust.edu.cn

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