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。     

梳式沉箱防波堤的水力学特性

本文通过实验研究，对于梳式沉箱这种新型防波堤结构的水力学特性进行了系统研究，论证了它能够减小波浪反射与减小结构受力的水平学机制；通过系列实验。本文给出了梳式结构受力与常用实体沉箱受力之比（波浪力折减系数）与各主要影响参数间相关的计算公式，可用以进行梳式结构的尺度选择与优化和进行梳式结构的设计的初步计算，该结构已在大连港大窑湾港区岛堤工程中得到实际应用，实验证明梳式方案的水平波浪力仅为常用沉箱受力值的62％－73％，可节省投资24．5％。／     

考虑绕射效应的沿堤波浪力波动分析

回顾了波浪绕射的理论基础,提出了等水深单突堤的总波浪力相位差修正公式,结合绕射效应解析解和波压计算方法,探讨了波高和波浪力的沿堤波动.分析结果表明,波高沿堤波动导致波浪力沿堤也呈正弦形式的周期性衰减,这正是蛇行破坏现象的内在原因.当不考虑堤后绕射波影响时,堤头附近水平波浪力最大峰值约为立波时的1.2倍,当考虑堤后绕射波影响时,最大峰值可达1.4倍以上.这表明立波系统只是一种总体平均情况,考虑到波浪力的沿堤波动,工程中应加强局部重点堤段的防护.     

波浪作用下污染物的混合和离散

本文建立了基于Sigma坐标的对流扩散数学模型，提出了通过数值模拟结果计算波浪场中纵向离散系数的方法，并通过数值模拟对波浪作用下污染物的混合和离散进行了研究。文中研究了水质点垂向振动和波浪参数对混合过程和纵向离散系数的影响；非各向同性扩散系数对纵向离散系数的影响；以及扩散系数的垂向分布对纵向离散系数的影响。研究结果表明，水质点的垂向速度对纵向离散系数有显著影响；若按波浪场中常用的湍流模型确定湍动扩散系数的分布规律，扩散系数的垂向分布对纵向离散系数的影响并不明显。     

波浪对圆柱外接圆弧型防波堤绕射的解析计算

在微幅波绕射理论的基础上,使用特征函数展开法,推导了圆柱外接圆弧型防波堤复合结构的水波绕射的解析解,并据此计算了该结构所受到的波浪载荷以及绕射波面分布。计算结果表明:与单一圆柱相比,外接圆弧型防波堤的存在可明显降低作用于圆柱的波浪载荷和圆柱表面的波浪爬高;采用外接堤表面密实或透空而内圆柱表面透空的结构形式可以取得圆柱防浪的较佳效果;结构透空系数、波浪入射角度、外接堤张角、外堤半径与水深比、水深与波长比等因素的变化对绕射波浪作用均存在一定影响。     

沿直立堤外侧波高分布

直立堤在波浪作用下,由于入射波,反射波与散射波迭加,在堤前形成短峰波,使堤外侧波浪力分布不均匀,从而引起灾害。现行《港口工程技术规范》对此未作规定。本文参照Sommerfeld绕射理论,导得沿直立堤外侧规则波的干涉波高与入射波高之比的简化公式,给出干涉波高极大值及其发生的位置。结合随机波理论分析,用光易谱、会战谱计算了沿直立堤的不规则波波高分布。计算表明,不规则波沿堤波高分布较规则波高分布均匀,工程设计如采用规则波计算沿堤波高分布,必须考虑散射波的影响才较为安全。     

多向聚焦波浪作用下直立圆柱受力的实验研究

利用波能聚焦的方法在水池中模拟产生多向聚焦波浪,研究了多向极限大波作用在垂直圆柱上引起的波浪力的特点。实验中研究了不同的波浪参数,如聚焦波幅、谱峰频率、频率宽度和方向分布等多向聚焦波浪对圆柱作用的影响,并将实验结果与二维实验结果进行了比较。结果表明聚焦波浪参数对圆柱作用力具有明显的影响,并且实验结果与二维规则波结果相当,但比二维聚焦波浪实验结果要小。     

斜坡上封闭水平板波浪上托力试验研究

波浪对平板的上托力是海上透空结构物设计的重要依据，不同布置形式的平板波浪上托力有不同的变化规律。本文通过系列模型试验，对斜坡上尾部封闭的水平板波浪上托力产生的机理进行了详细的分析和论述，认为影响其大小的直接因素与尾部透空情况相同，仍为几何因素、动力因素和空气垫层因素，但各因素对波浪上托力的影响程度发生了很大变化。试验结果表明，板下最大冲击压强与最大总上托力并不总是同步发生，其压强分布形式也不尽相同，应分别考虑。     

直立堤前海床的冲刷

本文对立波，远破波，近破波作用下直立堤前海床的冲刷进行了系统的研究。指出了不同波浪作用下直立堤前海床的冲刷形态；分析了堤前冲刷机理；提出了不同波浪作用下堤前冲刷深度公式。     

椭圆余弦波对透空直立防波堤波浪力解析计算

根据椭圆余弦波理论与水波绕射理论,应用特征函数展开法,推导了浅水区水波对透空防波堤的波浪作用,并取得了满足椭圆余弦波一阶分量边值问题提法的反射和透射波势的数学解。由此得出作用于直立透空防波堤的水平波浪力和力矩算式,并与浅水条件下的Airy波理论加以比较,说明浅水条件下椭圆余弦波理论更能反映非线性因素变化对波浪力及力矩的影响。     

RESEARCH ON WAVE FORCES ACTING ON THE UNIT LENGTH OF A VERITICAL BREAKWATER BY TESTS AND A NUMERICAL MODEL

1. INTRODUCTION Foretime, the design of coastal structures has been based on the formulae developed for head-on unidirectional waves. On the one hand, waves usually attack a breakwater obliquely, forming a short-crested wave system in front of the breakwa…     

废旧轮胎浮式防波堤模型试验

依据水弹性相似理论设计小比尺的废旧轮胎浮式防波堤模型,该模型试验结果与原型结果吻合较好,验证了废旧轮胎浮式防波堤模型试验所取的相似关系是合理的,试验技术是可行的。研究废旧轮胎浮式防波堤结构衰减波能量的机理,探讨结构相对堤宽、锚链拖地长度、锚链刚度对废旧轮胎浮式防波堤消浪性能及锚链力的影响。在该试验范围内,当堤宽大于0.6倍波长时,透射系数小于0.5,锚链刚度和锚链拖地长度对透射系数的影响不明显。     

LABORATORY STUDIES ON WAVE FORCE OF COASTAL STRUCTURES MADE OF FLAT GEOTUBES

Flat geotubes are widely used for coastal structures such as seawalls, breakwaters and sightseeing groins, etc.. However, the understanding of the stable mechanism involved in the wave-structure interactions should be deepened, and one of the important work is to clarify the stress state of the structure under the wave action. In this article, wave force acting on coastal structures made of flat geotube is experimentally investigated. The required drag, inertia and lift coefficients are especially analyzed from the results of hydraulic model experiments specially designed for geotube structure. Several types of structures made of flat geotubes under wave action have been tested in order to understand the stress state of the geotube fixed to force transducer within different structures. Experimental results show that the wave-induced forces on the instrumented geotube are markedly influenced by wave elements. Meanwhile, the magnitude of horizontal force of adjoining geotube is different at the same time.     

不规则破碎波作用下堤前沙质海床冲刷形态研究

针对实际海湾是随机的情况。本文首次研究了不规则破碎波作用下直立堤前沙质海床的冲刷。通过水槽试验，揭示了不同水溶，不同波谱，不同粒径和不同海床坡订情况下堤前沙质海床的冲淤形态。     

NUMERICAL SIMULATIONS OF NONLINEAR WAVE TRANSFORMATION AROUND WAVE-PERMEABLE STRUCTURE

1.INTRODUCTION Thedevelopmentofbreakwaterdesignmeth odologyoftenrequireaconditionofpermittingfor protectionofecosystem,itisalsoanalternativeto massivegravitybreakwatersinreductionofwave transmissioninshallowwater.Thetheoreticalso lutionsofwavepermeablebreakwatersdiversified indifferentexpressionsoftheenergydamping term,duetolaminarandturbulentflowintheper meablestructures.Theporositysolution[1]isbased onatrialmethod,andanumberofauthorssolve theproblembydifferentnumericalapproach[27].Inpre…     

海南岛西南岸沿岸输沙特性及防波堤影响

通过海南岛西南岸东方海洋观测站波浪观测资料验证,建立八所海域波浪数学模型,计算确定八所新港沿岸水域各向破波要素。采用3种沿岸输沙率计算公式,确定海南岛西南岸八所新港周边海岸沿岸输沙率。分别探讨风浪、涌浪对海南岛八所新港沿岸输沙率的贡献,对比分析防波堤工程建设前后八所新港及附近沿岸输沙率特征。研究表明,海南岛西南岸向北的沿岸输沙能力大于向南的;风浪、涌浪对八所新港附近海岸沿岸输沙能力的贡献率与其出现的频率略有区别;八所新港建港后南北两侧出现淤积且南侧淤积强度大于北侧;防波堤长度的增加对沿岸输沙能力影响的范围和强度有所增大。     

内孤立波环境下柱体的受力特性

针对以往孤立波对柱体作用研究多只针对柱体的整体受力开展,少有研究精细获取柱体不同部位受力特性的问题,借助三维大涡模拟(LES)数值波浪水槽,通过提取柱周流场及压强分布,得到柱体所受压差阻力及黏滞力的垂向分布,对柱体在孤立波环境中的受力特性进行了分析,并采用多元线性回归分析,构造综合影响参数分析了柱体受力特性,构建了柱体受力系数经验表达式。结果表明:上下层水体中方柱所受压差阻力约分别为圆柱的1.5倍和3.5倍;作用于柱体上的黏滞力比压差阻力小1或2个数量级,可忽略流体的黏性效应;综合影响参数与相对波幅正相关,与上下水深比负相关。     

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。     

纵缝对重力坝地震反应影响的研究

本文采用显式有限元结合人工透谢边界进行波动分析，配合动接触力模型考虑纵缝接触非线性问题，用静动组合方法考虑静动荷载的耦合作用，形成新的重力坝地震反应分析的计算体系，对一典型的含纵缝重力坝进行了地震反应分析。在考虑地基辐射阻尼的条件下得出了纵缝的存在及纵缝初始宽度、填充情况、缝面摩擦系数等因素对坝体地震反应影响的一系列结论。     

EXPERIMENTAL STUDY ON A NEW KIND OF OPEN TYPE BREAKWATERS

A new kind of open type breakwaters was proposed based on the concept of wave energy conversion. The excellent feature of the structure is that it can absorb and utilize the wave energy to dissipate waves. The effects of some factors, such as the configuration insides, the geometrical parameters and the relative width (the ratio of the width to the wave length), on the performance of the breakwater were discussed based on a series of regular wave tests in the wave flume. The hydrodynamic characteristics of the new open type breakwater were analyzed in detail, and the structure was optimized to improve the performance of the breakwater to effectively dissipate the waves with long period. The variation of the coefficients of wave transmission and reflection along with attenuation with respect to relative width was examined. The results of the physical model tests indicate that the transmission coefficient significantly decreases by about twenty percent at the range of relative width from 0. 1 to 0.2, compared with the traditional open type breakwaters.