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...     

多向不规则波浪作用下大尺度墩柱上爬高的数值研究

基于规则波对墩柱作用的理论,采用传递函数的方法,建立了多向不规则波浪对大尺度墩柱作用的计算模型。同时进行了物理模型实验,对数值计算结果进行了验证。实验结果和数值计算结果基本一致。结果表明多向不规则波浪与圆柱作用时,波浪的方向分布对圆柱周围的爬高具有明显的影响。研究成果可为实际工程设计时提供参考依据。     

无反射不规则波造波机系统的研究

水槽不规则波的波浪试验中，造波机和建筑物之间波浪的多次反射是影响试验精度的重要方面，本文给出了水槽中不规则波造波机无反射造波的方法，提出了不规则波代表频率的确定方法，长时间造波试验研究结果表明，该文提出的方法是有效的。     

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。     

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。     

开孔垂荡板的水动力特性试验研究

Spar平台的垂荡板一般会有开孔以安装垂直立管等生产构件。为研究开孔对垂荡板水动力特性的影响,该文采用强迫振动试验方法对不同开孔率的垂荡板的附加质量系数和粘性阻尼系数进行了研究,对相同开孔率不同开孔孔径垂荡板的水动力特性进行了比较分析。通过三块开孔垂荡板的多板试验及与单块开孔垂荡板试验结果的比较,得到了开孔垂荡板水动力系数随板间距的变化情况。研究成果对实际工程中垂荡板的优化设计以及相关数值计算具有一定的指导意义。     

多向不规则波浪作用下群墩结构所受波浪力的实验研究

实际海域中波浪是多向不规则的,波浪的方向分布宽度对作用在结构物上的波浪力具有显著的影响。为了研究方向分布对大尺度群墩结构所受波浪力的影响规律,该文通过物理模型实验模拟了多向不规则波浪与群墩结构的相互作用。通过对波浪荷载的时间过程线进行统计分析得到了作用在墩柱上的正向力、横向力。实验结果表明波浪的方向分布对群墩结构中墩柱所受横向力具有明显的影响。多向波浪作用时,墩柱所受横向力随着方向分布宽度的增大有显著的增大趋势,且后排墩柱受方向分布宽度的影响较前排墩柱更明显。     

风致干扰效应的数值模拟研究

基于计算流体动力学软件Fluent 6,选用标准k-ε湍流模型模拟了串列方柱和并列方柱的风致干扰效应,给出了各方柱的干扰因子及其随方柱间距变化的规律,并将数值模拟结果与现有的一些研究成果进行了比较,二者吻合较好。在此基础上,进一步对阵列式群柱间的风致干扰效应进行了模拟,计算了不同间距下各方柱上的干扰因子,所得结果可供实际应用时参考。     

基于双波群聚焦机制的畸形波生成机理分析

目前关于畸形波生成机理有多种假设,波群间的作用是畸形波产生的一个重要原因。该文利用两个单聚焦波群叠加,实验模拟了双波群聚焦产生畸形波的过程。通过小波分析、傅立叶变换和组成波分离等方法,分析了畸形波产生过程中波群的演化特征、频谱变化、波群间相互作用以及组成波的色散关系。研究发现在波群演化过程中,波群内部非线性作用较弱,而双波群间的三阶非线性作用显著,其对畸形波形成起到重要作用。并且波群谱峰频率宽度越小,三阶非线性作用越明显,这表明波群间频率宽度越小,越容易产生畸形波。     

波浪传播的数值模拟与物理模拟耦合模型

此文对于二维波浪的传播建立了数值模拟与物理模拟的耦合模型。模型中,数值模拟采用基于改进Boussinesq方程的三角形网格有限元模型,物理模拟采用推板式造波机。模型的求解采用空间五点的拉格朗日插值和时间的四阶Runge-Kutta格式。通过波浪模拟实验研究了耦合模型在不同波浪要素下的适应性。进一步针对于规则波和不规则波分别建立了实时修正由于造波机造波性能所引起的模拟误差的方法。波浪模拟实验结果表明,耦合边界附近数模结果与物模结果吻合很好,实时修正方法能很好修正由于造波机造波性能所引起的模拟误差,耦合模型和实时修正方法能有效建立起数模与物模的确定性联合。