水平斜插板透空式防波堤消波性能数值模拟

通过改进已有的防波堤模型，建立了一种新型水平斜板透空式防波堤模型。基于VOF方法建立了波浪与水平斜板防波堤相互作用的数值模型。经数值模拟研究了该新型水平斜板防波堤结构对波浪透射系数的影响，主要考虑了斜板角度、波陡、相对板间距、相对板宽和相对出水高度等因素对防波堤消波效果的影响。模拟结果显示:①水平斜插板透空式防波堤比水平板透空式防波堤的消波效果好。在斜插板作用下，随着斜板角度增大，透射系数逐渐增大，但增幅逐渐减小；②随着波陡增大，透射系数先减后增；③随着水平板间距增加，透射系数增大；④随着防波堤相对板宽的增大，透射系数逐渐减小；⑤随着防波堤出水高度增加，透射系数先减后增。结果表明，该新型结构防波堤的消波效果显著，可以很好地消减波浪，应用前景良好。     

双色波数值模拟的造波方法研究

为了使数值波浪水槽模型能够精确简便地代替物理模型,并为港口海洋工程及内河工程提供重要的数据支持,基于不可压缩黏性流体的N-S方程和VOF方法,运用软件FLUENT建立数值水槽。通过对软件的二次开发,进行推波板造波方法的波浪数值模拟。将物理模型实验中的Sch?ffer二阶造波理论运用于波浪数值模拟,实现基于二阶推波板造波法的双频波数值模拟。在此造波基础上,开创性地模拟出变化地形下波浪的相互作用,体现出其非线性作用。研究结果显示:(1)将各工况得出数据分别与理论值和实验值进行对比验证,表明所用方法有较好的精确性;(2)通过双色波相互作用后的频域分析得出其适用范围为0.1h/L0.5。推波板造波法模拟的数值波浪有着较好的非线性和精确性,可以在一定条件下代替物理实验。     

我国沿海生态植被消波研究进展

为对我国沿海生态植被消波研究进行综述,首先以消波植被作为切入点,分析了植被的刚度、分布以及非均匀性对消波效果的影响;进而,以水动力输入条件为切入点,综述了不同波浪情况下生态植被消波研究方法的异同;最后,将传统防波堤与生态植被消波进行对比,探讨二者在海岸条件、消波机制、生态效益、后期维护等方面的差异。认为消波植被刚度、分布、非均匀性等问题可以作为后续研究的方向,同时可尝试将防波堤消波与生态植被消波相结合,兼顾防灾减灾和生态保护的功能。     

防浪板对两栖车辆航行姿态影响的数值模拟

利用Solidworks软件对两栖车辆进行三维建模,并进行了简化处理。对绕流场进行了划分,通过调整三个区域的相互位置,采用滑移网格方法实现了车体航行姿态的变化。在Fluent软件平台下,通过UDF程序监测浮力和重力、绕重心转矩为零的平衡关系,模拟出了在有无防浪板的情况下,总阻力、吃水深和纵倾角随速度的变化规律。从模拟结果看,速度较高时,间歇式防浪板有效的减少了总阻力、吃水深和纵倾角,提高了两栖车辆水上行驶的稳定性。     

波浪冲击作用下核电站防浪堤动力响应的数值模拟

基于多物质ALE方法,利用带阻尼罚函数实现波浪与防浪堤结构间耦合作用,模拟波浪冲击作用下防浪堤结构及流体三维动态响应过程,所得结果与物理模型试验结果一致性较好。讨论挡浪墙表面波压力分布及挡浪墙所承受最大水平推力及结构动态响应对波浪冲击系数影响。结果表明,前挡浪墙静水面位置与后挡浪墙底部波压力较大;后墙承受波浪水平推力较大;结构动态响应会增强波浪的冲击作用。仿真结果可作为防浪堤强度设计重要依据及控制越浪量设计参考。     

施工阶段斜坡堤地基沉降实时监测技术的开发应用

近年来中国港口建设朝着大型化、深水化的格局发展,许多港口的海堤建设类型也各不相同。在开敞式无掩护水域进行斜坡堤的抛石施工,受外界不利影响的因素多而复杂。尤其沿海区域内大量分布深厚软泥土层,随着抛填量的加大和斜坡堤堤身的加高,实时监测地基沉降变形对于控制抛石施工速度和地基稳定极其关键。根据抛填施工和GPS测试技术的特点,提出一种斜坡堤地基沉降变形的实时监测方法,包括沉降监测设备的制作、埋设和观测。通过工程实例的应用表明,该方法能够适应现场抛石施工的复杂环境,所得沉降监测信息能够为施工单位调整抛填强度提供可靠的依据,确保了斜坡堤工程的安全。     

破碎波冲击作用下沉箱式防波堤振动—摇摆运动分析

文中建立了沉箱式防波堤弹性振动－摇摆运动分析模型,可对破碎冲击作用下防波堤的弹性振动－摇摆运动过程进行数值模拟。研究了摇摆运动对防波堤位移、转角、滑移力和倾覆力距的影响。结果表明,当倾覆力距大于防波堤的稳定力矩时,防波堤并不一定发生倾倒破坏;只有当防波堤摇摆运动转角大于倾倒的临界角时,防波堤才会发生倾倒破坏。而且摇摆运动可有效减小防波堤的滑移力和倾覆力矩。故在极限设计破碎波浪条件下可考虑允许防波堤出现摇摆运动,以实现更为经济的结构设计。     

非线性波作用下潜堤周围的流体分离与涡流结构

采用粒子图像测速技术(PIV)和基于雷诺时均纳维尔–斯托克斯方程(RANS)的数值模型研究了斯托克斯2阶波作用下抛石基床矩型潜堤周围的流体分离与涡流结构.越堤前后试验波面发生了非线性变形,迎浪面波形的不对称度和偏度分别为–0.21和0.04,波面前倾,背浪面波形的不对称度和偏度分别为–0.39和0.99,相对于垂直轴和...     

防波堤失效条件下超大型海洋浮式储油船系泊系统可靠性评估

基于极限状态设计法，设计了适用于我国战略石油储备用的超大型浮式储油船系泊地点处所的防波堤，并采用蒙特卡罗法模拟了防波堤的失效概率。用时域教值模拟法求解储油船运动方程并对其系泊系统进行了可靠性分析。结果表明，防波堤失效与否对储油船系泊系统的可靠性有显著影响。     

Irregular wave transmission over a submerged breakwater

Irregular wave tests were conducted in a laboratory flume with an ‘Odessa-type’ bevelled-block submerged breakwater on a sloping bottom. The incident and transmitted waves were subjected to probabilistic and spectral analysis. Although the incident wave heights and periods are described respectively by the Gluhovski and the Rayleigh distributions, for the square of the wave periods, the transmitted heights and periods conform to the Rayleigh distribution irrespective of the depth of submergence of the breakwater. The significant wave heights (H _s) give transmission coefficients comparable to the corresponding monochromatic waves, but theH _max and give 50% higher and upto 28% lower values respectively, the difference increasing with the depth of submergence of the breakwater. The peak frequency of the spectrum does not vary on transmission. Resonant frequencies, where the wave energy is transmitted almost completely, are observed in the process. The resonance occurs at frequencies 1·4, 3·8, 5·6 and 7·0 rad/s, and they remain constant for different submergences of the breakwater. The presence of similar frequencies is also found in the case of monochromatic waves, although the tests are limited. Application of irregular wave tests is recommended in the design of submerged breakwaters. The laboratory studies were conducted under the guidance of Prof A V Mihailov and Dr I S Halfin of the Moscow Civil Engineering Institute,ussr, as a part of the author’s Ph. D. dissertation.