Ochi-Hubble双峰谱在近岛礁海域的适用性研究

从深水区域传播到近岛礁区域的波浪,由于复杂的珊瑚礁地形地貌,波浪谱的特征与深远海有很大差别。论文以西沙某岛礁泻湖内区域的台风波浪谱实测资料为基础,对常用的Ochi-Hubble谱在近岛礁海域的适用性进行评估,考察近岛礁双峰谱影响参数的变化特性,获得混合浪风浪和涌浪成分的参数拟合式,为后续南海近岛礁海域波浪谱特征的准确描述奠定基础。     

南海岛礁泻湖区域波浪双峰谱的特征研究（英文）

当波浪从深水区传播到岛礁的浅水区域时，由于珊瑚礁复杂的地形地貌，其波浪谱特征与深海中的波浪谱特征会有较大差异。根据南海西沙环礁泻湖内原位测点的波浪谱实测数据，双峰谱发生概率较大。本文首先分析了夏季台风浪和冬季东北季风浪两种典型海况下平衡范围内双峰谱的斜率，发现其斜率值与深海区有较大差异，进而得到低频峰值频率和高频峰值频率的特征值分布范围。然后基于以上分析，采用基于Ochi-Hubble谱型重构泻湖内的双峰波浪谱，得到混合波浪中风浪分量和涌浪分量的参数表达式，较好地描述了岛礁海域双峰波浪谱的特征。本文的研究成果可为近岛礁工程和海洋工程的结构物设计制造提供参考。     

椭圆余弦波浅水变形实用计算法(Ⅰ)——对《海港水文规范》的一个补充

尽管线性波浪理论不适宜应用在近岸浅水海域,但我国《海港水文规范》中波浪浅水变形的计算方法仍是建立在线性波浪理论的基础上,且没有考虑外界因素(如风和海底摩擦)的影响,为弥补上述不足,基于波浪传播过程中能量守恒的原理建立了一个波浪浅水变形的数值模型,谊模型采用椭圆余弦波假定,并考虑了风和海底摩擦对波能的增加和损耗作用。在该数值模型基础上,分析大量工况下的计算结果、提出了便于工程设计初期用于确定近岸波浪要素的浅水变形实用计算方法(PCM)。     

椭圆余弦波浅水变形实用计算法（I）——对《海港水文规范》的一个补充

尽管线性波浪理论不适宜应用在近岸浅水海域,但我国《海港水文规范》中波浪浅水变形的计算方法仍是建立在线性波浪理论的基础上,且没有考虑外界因素（如风和海底摩擦）的影响。为弥补上述不足,基于波浪传播过程中能量守恒的原理建立了一个波浪浅水变形的数值模型,该模型采用椭圆余弦波假定,并考虑了风和海底摩擦对波能的增加和损耗作用。在该数值模型基础上,分析大量工况下的计算结果,提出了便于工程设计初期用于确定近岸波浪要素的浅水变形实用计算方法（PCM）     

椭圆余弦波浅水变形实用计算法(Ⅱ)——对《海港水文规范》的一个补充

针对我国《海港水文规范》中基于线性波浪理论的浅水变形计算现状,本文的第Ⅰ部分提出了建立在椭圆余弦波理论基础上的浅水变形实用计算法(PCM),用于计算沿直线传播的波浪的浅水变形。在其基础上,考虑了海底地形变化引起的波浪折射影响,使得PCM方法能拓展用于缓变水域近岸浅水波要素的计算。最后给出一个算例,采用PCM方法分别计算了不同外界因素(理想情况、风、海底摩擦、风及海底摩擦)作用下的浅水变形结果,并与商业软件DHI-MIKE21的计算结果进行比较,结果比较吻合。     

渗透海床上波浪传播特性的研究

波浪在渗透海床上传播时会发生波高的衰减.基于Dean和Dalrymple(1984年)提出的渗透海床上波浪传播的理论模型,推导了波浪运动的速度势表达式和色散关系,并采用迭代方法,提出了一种求解色散方程的简单高效的数值算法,从而求得波浪的空间衰减系数(即复波数虚部).在此基础之上,研究了不同渗透系数和不同水深条件下波高的衰减规律,结果表明,波浪在传播过程中波高按指数衰减,衰减速率随渗透系数的增大和相对水深的减小而增大,但由于波浪的空间衰减系数较小,波浪的衰减也较为缓慢,通常情况下,只有当波浪长距离传播时,海床渗透导致的波高衰减才较为显著.     

珊瑚礁工程地质特性分析

随着人类开发建设活动越来越多,遇到了很多有关珊瑚礁的岩土工程问题。掌握珊瑚礁的工程地质特性是解决类似工程问题的关键。结合南海、加勒比海区域工程实例,现场与室内试验相结合,对珊瑚礁的分类、结构、物理力学性质及其应用进行总结分析,为类似地质条件的工程项目提供借鉴作用。     

波流耦合作用的缓坡方程数学模型研究

依据Kirby和Dalrymple提出的既适用于浅水又适用于深水的波浪非线性弥散关系，建立一种包含折、绕射，浅水变形以及破碎的波流联合作用的缓坡方程模式，有效地解决波浪与流速的耦合作用。通过Berkhoff经典实验检验了该模式的正确性，得出了令人信服的结果，并将该模式应用到一裂流模型。本模式可用于模拟任意不规则海底的波流耦合作用场，并可考虑近岸波浪浅水变形、折射、绕射和能量耗散的影响。     

盘锦某人工岛项目设计波要素数值模拟

针对盘锦某人工岛设计波要素的计算问题,采用MIKE21大范围波浪数学模型方法,在现状地形情况下,对工程实施前附近海域的波浪场进行模拟,计算了工程附近水域的重现期深水波要素和设计波要素。结果表明：1)外海波浪传播至工程区域时,工程位置主要受SW向及SSW向波浪作用。2)波高在-10 m等深线内变化相对较大,传播至工程区域波高衰减约50%左右。3)工程区域东西两侧为浅滩区域,波浪发生破碎,波高衰减明显。4)波浪主要沿深槽进入到工程护岸前沿,SSW向波浪的波高略大于SW向波浪。     

极浅水多体波浪能发电装置锚泊系统设计

采用三维势流理论对多体波浪能发电装置进行频域水动力计算,分析极浅水效应和多体间相互作用对单体发电装置的水动力性能影响。利用Orcaflex软件建立多体波浪能发电装置数值模型,浮体间采用铰接进行连接,并利用弹簧单元模拟发电液压缸的弹性阻尼作用。为极浅水多体波浪能发电装置设计合理的锚泊方案,采用时域动态耦合方法进行分析,同时考虑极浅水效应、多体影响和二阶低频力,根据API规范对自存工况下的锚泊缆强度进行校核,并对确定选用的锚泊方案进行敏感性分析。分析计算结果发现:在进行浅水多浮体锚泊设计时,低频波浪载荷、多体相互作用和海底摩擦不可忽视;对于极浅水的锚泊系统设计,Lazy wave型锚泊形式优于传统悬链线式锚泊。研究工作为近海极浅水海域新型海洋能发电装置锚泊系统的设计提供了参考和新思路。     

极浅水多体波浪能发电装置锚泊系统设计

采用三维势流理论对多体波浪能发电装置进行频域水动力计算,分析极浅水效应和多体间相互作用对单体发电装置的水动力性能的影响。利用Orcaflex软件建立多体波浪能发电装置数值模型,浮体间采用铰接进行连接,并利用弹簧单元模拟发电液压缸的弹性阻尼作用。为极浅水多体波浪能发电装置设计合理的锚泊方案,采用时域动态耦合方法进行分析,同时考虑极浅水效应、多体影响和二阶低频力,根据API规范对自存工况下的锚泊缆强度进行校核,并对确定选用的锚泊方案进行敏感性分析。通过对计算结果进行分析,发现在进行浅水多浮体锚泊设计时,低频波浪载荷、多体相互作用和海底摩擦不可忽视;对于极浅水的锚泊系统设计,Lazy wave 型锚泊形式优于传统悬链线式锚泊。上述研究工作为近海极浅水海域新型海洋能发电装置锚泊系统的设计提供了新的参考和思路。     

风对浅水区波浪要素推算结果的影响分析

<正>1 前言 我国的港口工程事业起步较晚,沿海很多地区缺乏长期波浪观测资料,因此建港工程中所需要的波浪资料往往采用风资料进行推算,即利用风要素推算外海波浪要素,之后再利用外海波浪要素向浅水区推算。 目前工程界在推算浅水区波浪要素时,通常只考虑浅水因子、折射因子和底摩擦因子,而忽略了风的作用。本文通过一个基本算例分析了风对浅水区波浪要素推算结果的影响,从而说明了风对浅水区波浪推算的重要作用。2 基本算例 设某海区外海水域水深为16m,风区长度50km,16m水深以浅的海底坡度为1:2000。整个海区风速为15m/s,风时无穷大,风向与等深线垂直。2.1 外海波浪要素推算 外海波浪要素的推算采用我国海洋工程者提出的会战法,该方法的基本思想是首先建立能量平衡方程,由能量平衡方程确定海浪谱,之后再由海浪谱确定波浪要素。     

考虑信号衰减及叠加修正的反射波曲线分析方法

缺陷反射信号的衰减、多缺陷反射信号的叠加以及缺陷形态是低应变曲线分析中影响缺陷特征识别的关键因素。考虑波动在缺陷界面入射前和反射后传播衰减系数的差异以及缺陷反射的叠加干扰，通过完整桩段理论反射波曲线部分拟合受测桩实测反射波曲线及叠加修正获得波动衰减系数，提出基于实测曲线拟合的完整性系数计算改进方法。同时，基于成层土中渐变缺陷桩瞬态响应模拟技术，提出结合完整性系数进一步分析缺陷特征的方法。最后，结合实测反射波曲线验证了方法的有效性。     

舰艇珊瑚礁区航行方法和注意事项

<正>0引言珊瑚岛礁由造礁珊瑚和其他生物的碳酸钙骨骼长年累月堆积在一起形成。热带珊瑚礁主要分布在南北纬30°之间的海域中,尤以太平洋中西部为多。世界上比较著名的珊瑚礁区有澳大利亚东北海岸的大堡礁、印度洋中部的马尔代夫群岛等。我国的珊瑚礁区主要分布在南海的东沙群岛、西沙群岛、中沙群岛和南沙群岛等处。近年来,为维护国家的海洋权益,我国海军针对南海珊瑚礁区的巡逻力度正逐步加大,舰艇赴珊瑚礁区     

基于SWAN-MIKE21嵌套模型在大连湾某工程区的波浪后报模拟应用

近海工程中,需分析波浪在工程区的传播特点.采用SWAN-MIKE21嵌套模型对某工程海域进行波浪后报模拟分析,同时进行波浪实测.模拟结果与实测平均绝对误差在0.2 m以内.SWAN-MIKE21嵌套模型兼顾了大尺度模型计算速度,小尺度地形网格划分及后处理.后报模拟结果表明,波浪主要影响因素为外海波浪和区域风场.外海波浪...     

波浪在珊瑚礁坪上传播的水槽试验研究

为研究波浪在珊瑚礁上的传播规律,分析波浪传至礁缘后破碎及传播情况,为设计波要素的确定提供参考依据。试验模拟了常年平均波浪和重现期50 a两种波浪条件。试验结果表明:波浪沿传播方向在礁坪边缘附近破碎后继续向坪内传播,并达到波面稳定状态,礁坪上的波浪传播特性表现为礁缘处波浪易破碎和礁坪上波浪衰减较快;波浪破碎表现为行进波破碎,且小于波浪在一般缓坡地形上的破碎指标,破碎波高水深比(Hb/d)约为0.5附近,重现期50 a大浪时礁缘处最大可达0.76。     

复杂地质条件下海底管道路由选择技术

海底管道是海洋油气田开发的重要组成部分,随着我国海洋油气田的大规模开采,海底管道在未来海洋石油工业链条中的纽带作用将越加突出。首先介绍海底管道路由选择面临的海床地质特征:海床不平整、冲刷、断层、液化等,其次介绍基于复杂地质条件海底管道路由选择流程和接受标准,最终阐述海底管道路由选择的设计方法。本文的研究成果既是对中国海区已运行项目的总结,也为我国南海深水油气田开发及拓展国外市场提供参考。     

复杂地形条件下浮式栈桥运动响应的频域分析

为了研究复杂地形条件下浮式栈桥的运动响应,并探讨波浪圆频率及浪向角等因素对浮式栈桥运动响应的影响。论文利用势流理论及波浪绕射/辐射理论对浮式栈桥所处流场的速度势进行了分析,并对复杂海底地形条件下浮式栈桥的运动特性进行了水池试验和数值模拟研究。基于水动力计算软件AQWA,将复杂海底地形作为一个潜体置于海底,进而考虑其与上部浮体及波浪的水动力干扰,从而建立了海底地形-浮式栈桥-波浪水动力耦合计算模型,模拟计算了浮式栈桥在复杂地形条件下的运动响应,并通过水池试验对数值计算结果进行了验证。结果表明,耦合计算模型能够较为准确地预报复杂地形条件下浮式栈桥的运动响应;复杂海底地形条件下浮式栈桥各桥节的运动响应有较显著的差异,且桥节RAOs随浪向角的变化曲线与平坦海底地形条件下的RAOs曲线有一定差异;浅水环境下海底地形对浮式栈桥运动响应和波浪传播特性的影响不能忽视。     

基于强度折减法的海底边坡三维稳定性分析*

为了分析波浪荷载作用下海底边坡的稳定性,通过Visual C#语言平台开发数值接口程序,实现了地质三维建模程序Gocad和有限元分析程序Abaqus的数据转换,即有限元程序在海底复杂的地貌和地形条件下三维建模。同时开发了Abaqus力学场数据处理程序,可以实现Abaqus在强度折减法下的边坡稳定性分析。通过分析波浪作用下舟山朱家尖岛海域海底边坡稳定性,评判该边坡的稳定性。计算结果表明,波浪荷载对海底边坡稳定性会产生一定的影响,朱家尖岛附近海域海底边坡有滑坡的风险。     

辽东湾葵花岛构造区海洋工程地质条件分析

通过对水深、浅地层剖面、侧扫声纳和海底钻探取样等实测资料的详细分析, 揭示了辽东湾葵花岛构造区的自然地质状况和复杂的海洋工程地质环境特征。该海区海底地形地貌虽然较为简单,但沉积物为近代沉积的饱和海相、陆相沉积物,具有含水率高、液化指数高、承载力偏低等特点,并存在海底冲刷深槽、埋藏古河道、浅层气等潜在灾害地质因素,对海上构筑物存在直接或潜在的危险性,应引起高度重视。