连云港核电站附近海域泥沙冲淤计算研究

利用连云港地区的实测资料，对窦国仁输沙关系式进行了率定和修正，推导出新的潮流和波浪共同作用下的挟沙力关系式，进而建立了非恒定的平面二维不平衡冲淤计算数模并用实测和河工模型资料进行了验证。验证表明，计算结果符合实际。用经过验证的数模，对连云港核电站各种取、排水工程布置方案进行了冲淤计算，为方案的优选提供了科学依据。     

国际石油价格趋势分析

鉴于最近两年国际石油价格波动剧烈,为了能规避石油价格巨幅波动带来的风险,本文通过具体分析石油生产成本、供需状况、国际原油期货投机炒作、美元指数走势以及政治事件等影响国际石油价格的因素,进而得出国际石油价格未来的波动趋势。结论是国际石油价格未来总体趋势向上,并按照波浪理论和斐波那契数列预测,国际油价将于2015年达到318美元／bbl,或者是在2018年上涨到494美元／bbl,期间当然不排除有短期下跌的趋势。     

数值波浪水池中航行船舶辐射问题的数值模拟

基于CFD方法,建立了数值波浪水池,就Wigley-Ⅲ船模在不同航速下摇荡运动辐射问题进行了数值模拟,给出了一种求解航行船舶辐射运动的水动力系数的方法.计算分析了船体相关模态运动的附加质量与阻尼,与势流理论结果、DUT(Delft University of Technology)的试验数据进行了比较,吻合良好.对比和研究表明,本文的方法比实验更易实现和控制,能细致描述船舶周围的流场,在船舶水动力性能的分析预报等方面具有广阔的应用前景.     

波浪对水翼非稳态空泡流动特性的影响研究

基于雷诺平均Navier-Stokes方程、Singhal-Et-Al全空化模型和修正的RNG k-ε湍流模型的VOF多相流动数学模型,采用PISO算法的有限体积法和数值水池技术,对波浪作用下NACA0012水翼的非稳态空泡流动特性进行了数值研究,分析了波高和水翼浸深对水翼非稳态空泡的形态演化和脱落频率的影响.计算结果表明:空泡非稳态周期性脱落频率随波高的增加而增加,随水翼浸深的增加而逐渐减小.与无波情况相比,空泡在波谷处提前断裂,空泡形态也因为波谷下方速度场的影响而向上鼓起.由于自由液面的界面效应,空泡形态较无界情况偏扁,并且液面对脱落涡系有吸引作用.     

浅海破碎波浪力计算及实验研究

用实验研究方法 ,对作用于直立圆柱上的破碎波浪力进行了研究。实验在造波水槽中进行 ,破碎波通过可调式倾斜池底实现。实验分破碎波压力分布测定和破碎波总力测定两部分。实验结果表明 ,破碎波压力沿深度呈指数规律变化 ,但水面上下规律不同。将实验研究与理论分析相结合 ,应用曲线拟合技术 ,得出了破碎波压力的分布规律 ,给出了应用压力积分法计算破碎波浪力的估算公式。与实测的破碎波总力相比 ,均方根破碎波浪力的估算结果具有较高的置信度 ,建议在工程中应用。     

长江口炮台湾湿地公园生态景观型海堤设计

目前已建成的海堤工程大多立面单调,缺乏景观性,且由于采用的是混凝土结构,因此在一定程度上也破坏了生态环境。为探讨修建生态景观型海堤的可行性,以长江吴淞口炮台湾湿地公园的海堤工程为例,采用STWAVE波浪模型来定量分析波浪要素,结合公园滩地的特点,通过实施在堤前设置生态岛、开挖内河等一系列工程措施,在不降低海堤防潮标准的前提下,将景观、生态要素与海堤设计完美结合。工程建成后,得到了社会的广泛好评,达到了预期效果。     

船舶在迎浪中运动响应和波浪增阻的RANS数值模拟

该文利用naoe-FOAM-SJTU求解器计算分析了Wigley Ⅲ型船模在迎浪中的运动响应.naoe-FOAM-SJTU求解器是基于开源代码OpenFOAM工具箱和数据结构,专门面向船舶与海洋工程复杂水动力学问题而开发的求解器.采用的控制方程为RANS方程,用有限体积法进行离散,采用VOF方法和动网格方法分别处理两相流界面和船体运动,运动响应是通过求解六自由度刚体运动方程得到.计算算例为三个航速和不同波长下Wigley Ⅲ型船模垂荡和纵摇的运动响应,以及波浪增阻,计算结果和试验值吻合较好.此外,还计算了Wigley Ⅲ型船模大幅度运动的算例,用于验证naoe-FOAM-SJTU求解器处理强非线性问题的能力,在该算例中,观察到了明显的非线性特征和严重的甲板上浪现象.     

NUMERICAL SIMULATION OF PROPAGATION AND BREAKING PROCESSES OF A FOCUSED WAVES GROUP

A two-dimensional numerical wave flume is developed to study the focused waves group propagation and the consequent breaking processes. The numerical model is based on the Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations, with the standard k-ε turbulence model to simulate the turbulence effects. To track the complicated and broken free-surface, the Volume Of Fluid (VOF) method is employed. The numerical model combines the "Partial Cell Treatment (PCT)" method with the "Locally Relative Stationary (LRS)" concept to treat the moving wave paddle so that various waves can be generated directly in a fixed Cartesian grid system. The theoretical results of the linear and nonlinear waves are used to validate the numerical wave flume firstly, and then a plunging breaking wave created by a focused waves group is simulated. The numerical results are compared to the experimental data and other simulation results, with very good agreements. The turbulence intensity, the flow field and the energy dissipation in the breaking processes are analyzed based on the numerical results. It is shown that the present numerical model is efficient and accurate for studying the waves group generation, the waves packet propagation, and the wave breaking processes.     

结构-波浪-海床耦合系统中大圆筒结构的波压力响应

以沉入式大圆筒结构为对象，通过设计随机波浪水槽实验，测取了在单筒和连续筒两种结构型式、两种沉入深度和两种波谱输入下结构表面的动波压力分布。波面高度以及波压力历程均在领域进行分析。通过计算结构表面沿高程和沿环向的波压力谱及波压力传递函数，将单筒实测结果与基于线性绕射理论的解析解进行了比较，同时也详细对比了两种结构型式下的实测结果。文中汇报了在研究中获得的新发现及进行的相应分析，特别是在结构——波浪——海床动力相互作用下对波压力响应机理以及针对连续筒的研究，可为工程应用提供有价值的参考。     

淤泥对波浪衰减作用的数值模拟

作者建立了波浪-淤泥相互作用数学模型并利用模型分析了淤泥床面上波浪的衰减特性。与以往的波浪淤泥相互作用模型相比，本文模型引入了淤泥床面上波浪边界层以及波浪紊动的变化特性。模型结果与实验数据相比有较好的一致性。模型分析了波浪边界层厚度，泥层Stokes边界层厚度以及泥层振幅相位滞后与波浪衰减率之间的相关关系，并给出了波浪衰减率达到最大时各参量的变化范围。