缓坡上不规则波浪的破碎指标

在文献[1]中作者在总结了已有研究成果的基础上,通过实验分析和理论计算,提出规则波浪的破碎指标宜采取合田的相对波高极值(H/d)_b与Michell及Miche的极限波陡指标(H/L)_b。本文将其推广应用于不规则波。     

规则波和水流共同作用下圆柱受力的研究

本文通过实验研究,基于Morison方程和线性波理论,探讨了在规则波和水流共同作用下作用于垂直圆柱上的横向力,它与正向力的关系以及它对总力的影响。根据KC数的重新定义值,文中给出了合力系数C_l、速度力系数C_d、惯性力系数C_m、升力系数C_L及升力主导频率与KC数的相关图。结果表明,在一定KC数的范围内,横向力对总力的影响不应忽略;速度力系数C_d、惯性力系数C_m及合力系数C_l与重新定义的KC数有着良好的相关性。     

应用Boussinesq方程对非线性Stem波的数值研究

本文应用具有四阶频散特征的新型Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ方程，采用空间差分为交错Ｓｈｕｍａｎ格式，时间层为ＡＤＩ的有限差分格式，对非线性Ｓｔｅｍ波进行了数值模拟研究。其结果表明，这种组合式差分格式能有效地模拟非线性Ｓｔｅｍ波的演变规律。同时由计算结果也发现当入射波质的角大于某临界值时，Ｓｔｅｍ波动场向Ｇｅｎｕｓ－２波系转化并呈现出较稳定的六角形波型双周期结构，在入射波系的入射角小于某一临界值时，沿墙发展     

大型海洋结构物的非线性绕射效应

本文在空间上应用面源法,在时间域上应用步进法,数值处理了三维物体与非线性波浪的相互干扰,研究了结构物的非线性绕射效应。首先,作为比较,求解了正弦波列和孤立波绕射垂直桩柱的情形。接着,进一步求解了大振幅波浪绕射固定在自由面上的大型浮动码头的工程实例。结果表明,非线性波浪绕射力与线性结果,有一定的差别。有时,尽管从总体效应来看,这种差别不十分明显,但从上浪、出水和波的爬高以及局部应力等局部效应来看,这种差别可能很明显。     

基于Boussinesq方程的近岸波流统一模型

用统一的理论正确描述近岸海域内不同尺度的水动力学现象是海岸水动力学研究的一个难题.本文通过将一种简单的波浪破碎模型引入到Boussinesq方程,建立了能够统一描述近岸水波和波生流的数学模型.将数学模型应用于计算浅滩上的波浪变形以及均一斜坡上平行于海岸的沙坝缺口附近的波生流,得到了良好的结果.     

直墙上不规则波近破波的波浪力

本文基于物模试验、因次分析和实例验证等综合分析方法对直墙上不规则波近破波的水平力计算方法、其压力分布图式和墙底浮托力的计算方法进行了研究。文中推荐方法与工程实例符合较好。     

斜向和多向波浪的破碎指标研究

该文通过水池物理模型实验,研究了在1:15的斜坡条件下斜向和多向波浪中破碎的特点。根据波浪类型和岸坡条件将破碎指标分为四类,总结了每一类破碎指标公式的通用形式和系数。对实验中正向和斜向规则波、正向和斜向不规则波、正向和多向不规则波的破碎指标进行了比较和分析。研究结果表明:同等条件下,斜向波的破碎指标较正向波偏大,基于不规则波有效波高的破碎指标小于规则波的,而多向波在波高较大时的破碎波高与正向不规则波相比偏小。     

破碎波对桩柱的作用力及其流场的研究进展

破碎波对桩柱结构的作用力是海洋工程和近岸工程中十分关心的问题。同进行波相比,破碎波的作用力要显著地加大,问题的处理也复杂得多。这一过程的物理本质至今尚未完全弄清。本文试图对这一问题以及与此密切相连的破碎波流场的研究情况作—概述,为进一步研究提供参考。     

非线性波浪在渐变水深中的传播与破碎

本文利用保角变换将角形域变为带形域,用摄动法求解了非线性波在渐变水深中的传播与变形。并据三阶近似解讨论了波面变形、破碎形态、流速场及破碎波高等波动特性,取得了可与实测资料相比较的结果。     

无反射造波数值波浪水槽

本文应用ＶＯＦ方法建立了二维数值波浪水槽模型。基于线性造波机理论在水槽左端设置了可吸收式造波机数值边界条件。即造波板的运动除了产生行进波外，同时还产生一个抵消反射波的局部波动。水槽右端除了通常的可滑移与无滑移直墙边界条件外，依据线性辐射条件建立了开边界条件。通过水槽右端为直墙时的全反射情形，比较了可吸收造波机与普通造波机的速度变化与波面变化。文中在Ｈ０／ｄ＝０．１￣０．３，ｄ／Ｌ＝０．１２４￣０．     

浅海人工岛波浪爬高的数值计算和实验验证

本文基于孤立波理论研究了浅海波浪对人工岛的非线性绕射，提出了采用有限差分法和有限远开边界的幅射条件计算人工岛上波浪爬高的数值模型，得到的数值计算结果与整体模型试验的实测结果进行了比较，二者吻合较好，为人工岛工程设计提供了可靠的高度参数。     

斜向随机波对直立堤作用的试验研究

通过斜向随机波对直立堤作用的试验，研究了作用在直立堤上的单位堤长波浪力随波浪入射角的变化．讨论了波浪力沿堤长的纵向分布，以及单元堤长对波浪力纵向折减的影响．给出了波浪力纵向分布系数和折减系数与相对堤长的关系式．     

波浪的基本特性与安全超高

阐述了波浪的要素与类型,给出了3种类型的计算公式,同时附录了某些水工建筑物的安全超高。     

作用于直墙堤上不规则波破波波浪力的统计分布特性

根据不规则波破波波浪对直墙堤作用力的实验资料进行概率分析，本文指出概率分布可用威布尔分布表述，并提出了其形状参数ｍ与波浪要素和基床条件等参数的拟合关系，其尺度参数ａ可由ｍ值通过二者间的理论相关式求得，分析成果与实验结果符合良好。     

椭圆余弦波对V形防波堤绕射波浪力的解析计算

应用椭圆余弦波理论,给出了V形薄壁防波堤的浅水波绕射理论解,对现有Airy微幅波理论进行了有效拓展。通过对V形防波堤的浅水波浪力进行试算,揭示了椭圆余弦波对防波堤的作用规律。计算结果表明:椭圆余弦波理论计算的V形防波堤的最大无量纲波浪力明显大于相同浅水条件下Airy微幅波理论的对应结果,该方法有效拓展了无限长直立薄壁堤的反射波理论。此外,浅水波入射角、V形堤张角和防波堤臂长与水深比等参数的变化均将对V形堤的波浪作用产生相关影响,而V形堤的实际绕射波浪力幅值将随浅水波特征参数值的增大而增大。     

基于SWASH模型的近岸波浪传播变形数值模拟

SWASH模型是一种新型的非静压时域波浪模拟。为了探讨SWASH模型对于解决近岸波浪传播变形问题的适用性,在对其控制方程、边界条件、数值解法等进行介绍的基础上,采用该模型分别模拟了正向规则波、斜向规则波和斜向不规则波入射条件下L形防波堤附近水域的波浪场和波生流场,并与物理试验结果进行对比。结果表明,SWASH模型较好地复演了波浪在近岸区域所发生的浅水变形、折射、破碎,以及堤前反射、堤内绕射等物理现象,波高沿断面的定量分布与试验结果吻合良好,同时较好地模拟了不同波况下防波堤附近水域的波生流场,说明该模型适用于复杂岸线和地形条件下波浪传播变形的数值模拟。     

基于VOF方法的数值波浪水槽以及造波、消波方法研究

该文基于不可压缩黏性流体的N-S方程和VOF方法,利用CFD商业软件FLUENT及其二次开发功能,发展和提出了动边界造波、多孔介质消波等多种数值方法,建立了可有效模拟弱非线性波的数值波浪水槽.同时对现有的几种造波-消波方法进行了详细的分析,综合比较了不同方法的优劣性,指出了本文提出的多孔介质消波法可更有效的吸收波能,给出了造波-消波的最优配置.     

波浪正向入射对斜坡作用的研究

本文通过大量的室内试验深入研究了波浪正向入射时，光滑斜坡上最大波压力的变化趋势，拟合出的变化规律与前苏联规范公式基本吻合，而且对两者的差别也作了合理的解释。同时，首次找出了最大波压力随波长变化的初步规律。