Controlling Cross-shore Sediment Transport by Integrating Pile Breakwaters with Wave Energy Converters for Sustainable Coastal Management

通过将桩防波堤与波浪能转换器相结合来控制跨岸沉积物输送,实现可持续海岸管理

基本信息

  • 批准号:
    1706938
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 27.68万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-08-01 至 2021-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

1706938 (Huang). This research aims at solving two important problems, shoreline erosion and utilization of wave energy. The research explores the potential of an innovative breakwater design for shore protection and electricity generated by wave action. The long-term goal of this research is to promote the concept of coastal management with sustainable technologies.Relying on recent developments in two-phase flow simulations, this research will improve understanding of hydrodynamic and sediment processes in the vicinity of bottom-sitting coastal structures of complex geometry. It will enable better prediction of shoreline evolution protected by an Oscillating Water Column (OWC)-pile breakwater. The project brings together two distinct research areas: wave energy utilization and shore protection. The marine energy industry is seeking ways to lower the deployment costs of wave power farms and the coastal engineering industry is seeking innovative ideas that can potentially revolutionize traditional coastal management practices. The outcomes of the proposed research have the potential to build a bridge between these two industries so that they can work together to make both of them profitable from sustainable shore-protection projects. The ability to generate electricity from shore-protection structures also makes a contribution to efforts to reduce carbon dioxide (CO2) emissions. The DesignSafe CI is an end-to-end data management, analysis and publication platform supported by NSF. All experimental and numerical data as well as the algorithms and numerical codes developed in this work will be deposited in the DesignSafe Data Depot and made available for researchers. To promote public awareness of research findings and the concept of sustainable coastal management, the PI will make use of online platforms such as YouTube and ThinkTech Hawaii to reach a larger public audience.
1706938(黄)。本研究旨在解决海岸线侵蚀和波浪能利用两个重要问题。该研究探讨了创新防波堤设计的潜力,用于海岸保护和波浪作用产生的电力。这项研究的长期目标是促进利用可持续技术进行海岸管理的概念,依靠两相流模拟的最新发展,这项研究将提高对复杂几何形状的海底海岸结构附近的水动力和沉积过程的理解。这将使更好地预测海岸线的演变保护振荡水柱(OWC)桩防波堤。该项目汇集了两个不同的研究领域:波浪能利用和海岸保护。海洋能源行业正在寻求降低波浪发电场部署成本的方法,海岸工程行业正在寻求可能彻底改变传统海岸管理做法的创新想法。拟议研究的结果有可能在这两个行业之间建立一座桥梁,使它们能够共同努力,使它们都能从可持续的海岸保护项目中获利。利用海岸防护结构发电的能力也有助于减少二氧化碳排放。DesignSafe CI是由NSF支持的端到端数据管理、分析和发布平台。所有的实验和数值数据,以及在这项工作中开发的算法和数值代码将存放在DesignSafe数据仓库,并提供给研究人员。为了提高公众对研究成果和可持续海岸管理概念的认识,PI将利用YouTube和ThinkTech夏威夷等在线平台接触更多公众。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
An OpenFOAM-based two-phase flow model for simulating three-dimensional oscillating-water-column devices: model verification and validation
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Xu, Conghao;Huang, Zhenhua
  • 通讯作者:
    Huang, Zhenhua
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2018-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Cheng-Hsien Lee;Zhenhua Huang
  • 通讯作者:
    Cheng-Hsien Lee;Zhenhua Huang
A CFD simulation of wave loads on a pile-type oscillating-water-column device
  • DOI:
    10.1007/s42241-019-0015-3
  • 发表时间:
    2019-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Zhenhua Huang;Conghao Xu;Shijie Huang
  • 通讯作者:
    Zhenhua Huang;Conghao Xu;Shijie Huang
Impulsive Waves Generated by the Collapse of a Submerged Granular Column: A Three-Phase Flow Simulation with an Emphasis on the Effects of Initial Packing Condition
水下颗粒柱崩溃产生的脉冲波:三相流模拟,重点关注初始填充条件的影响
  • DOI:
    10.1142/s1793431118400018
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    Yu, Ming-Lan;Lee, Cheng-Hsien;Huang, Zhenhua
  • 通讯作者:
    Huang, Zhenhua
Effects of grain size on subaerial granular landslides and resulting impulse waves: experiment and multi-phase flow simulation
  • DOI:
    10.1007/s10346-021-01760-z
  • 发表时间:
    2021-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Cheng-Hsien Lee;Zhenhua Huang
  • 通讯作者:
    Cheng-Hsien Lee;Zhenhua Huang
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知道了