基于SPH方法沉箱式防波堤的数值研究

目的 研究数值模拟波浪作用的随机历时过程,为箱式防波堤的受力特点提供一种新的研究途径.方法 对波浪采用光滑粒子流体动力学方法即一种无网格粒子法(SPH)进行仿真模拟,对防波堤结构进行动力时程分析.分别将波浪和沉箱式防波堤离散成粒子,将传统的拉格朗日方程用核函数的形式表示,并编制二维程序模拟波浪的水动力特性.提取了SPH中防波堤离散粒子的分析结果,引入到有限元ANSYS程序中对防波堤进行有限元动力时程分析.结果 SPH方法能考虑波浪荷载的随机特性,使模拟规则波作用于结构上的随机动力荷载更为准确.对防波堤结构采用有网格的有限元元分析方法,使防波堤这一结构的波浪随机动力响应的研究方法成为现实.结论 运用无网格方法可以实现模拟波浪的非线性特性,也能使水动力这一复杂的工况更加逼真的模拟,从而得到防波堤结构的内力的时程变化,也能相应得出防波堤结构的动力响应.进而为复杂海洋工程结构在波浪作用下的动力响应研究提出了一种可行性的研究方法.     

港湾振荡下港内低频波浪的数值研究

该文采用完全非线性Boussinesq模型模拟了由双色波群诱发的狭长型矩形港内的二阶长波共振现象。基于一个港内低频波浪的分离方法,系统研究了港湾处于最低的四个共振模态下入射短波的波长和波幅对港内锁相长波和自由长波的波幅以及它们的相对成分的影响。研究表明:在该文所研究的特定港口和短波频率、波幅范围内,锁相长波和自由长波波幅均随着短波波长的增大而增大,并且第一共振模态下的锁相长波与自由长波的振幅比往往要大于其他三个模态下的值。在各共振模态下,锁相长波与自由长波的波幅均随入射短波波幅成平方关系变化,但它们的振幅比却几乎不受入射短波波幅的影响。     

波浪作用下开孔沉箱动应力时域特性数值研究

该文应用修正光滑粒子方法（CSPM）和黎曼解对光滑粒子流体动力学（SPH）方法进行了修正,将修正后的SPH数值方法应用到波浪与开孔沉箱结构相互作用的研究中,采用结构完全瞬态动力分析方法对有顶板开孔沉箱的动应力响应问题进行了时域研究,研究了有顶板开孔沉箱开孔板动应力的分布情况,讨论了动应力峰值与顶板高差影响因素间的关系,得出了等效应力沿着开孔板中心位置向两侧非线性变化的结论,为开孔沉箱结构设计提供了一定的参考。     

以贝壳为骨料混凝土的正交试验与分析

为了采用有限的试验而全面有效地考虑多种因素对以贝壳为骨料混凝土的强度的影响,运用正交试验设计方法对以贝壳为骨料的混凝土进行试验研究,进而通过对试验结果的系统分析,得出了具有最佳强度的配合比。     

波浪在潜堤上传播的非线性参数分析

利用完全非线性Boussinesq方程数值模型,通过与不规则波浪理论谱、物理模型实验进行了对比验证,证明了该模型模拟不规则波浪的有效性。应用该模型研究了不规则波浪在缓坡潜堤上传播时,波浪非线性参数的变化。波浪在经过缓坡潜堤过程中,波浪的不对称度有一个由负变正的过程,并且最小值出现在堤顶前部区域,最大值出现在堤顶后部区域。波浪的偏度在变浅区逐渐增大,在堤顶中部区域达到最大值,之后偏度在反变浅区逐渐减小到零附近。极值出现的位置可能是潜堤受波浪冲刷破坏比较严重的位置。基于几个典型位置波面过程线的波形变化及其波浪谱变化分析了这些参数变化的原因。分析了变浅区、反变浅区、堤顶区三个区域不对称度和偏度随Ursell数的变化关系,并给出了变浅区和反变浅区波浪的不对称度和偏度与Ursell数之间的经验公式,并与相关研究进行了对比。     

北京市城市水环境现状与治理对策

水环境是自然环境中重要的组成部分,它主要指水量的多少,水质的优与劣。现着重谈谈北京城市河湖水质及周边环境。