深水防波堤透空结构设计研究

透空式防波堤在材料使用和经济上是较合理的一种结构型式。由于波浪大难以满足港内泊稳条件，目前仅限于波浪小的港口采用。大连港大窑湾防波堤工程设计，研究出的两个适口大波浪深水直立式防波堤透空结构－异型错位沉箱插板结构。通过模型试验让该结构在满足港内泊稳条件下，堤身消浪幅度大，可以较大地减小防波堤断面尺寸，降低防波堤造价，施工简便。     

某一级渔港防波堤及口门布置方案

防波堤尺寸及口门布置方向对港内各处波高分布、港池泊稳效果及港池淤积情况都有较大的影响,防波堤及口门的合理布置是渔港建设成败的关键因素。基于针对工程实例的波浪及潮流泥沙数学模型试验研究成果,从港内掩护效果、操船安全性、港内泊稳情况等角度对海南某一级渔港防波堤总平面布置、尤其是口门布置方案进行比对分析与优化设计,为渔港防波堤工程设计及施工提供指导。     

Mike21-BW在游艇码头平面规划布置中的应用

随着国内游艇码头建设的不断增加,游艇码头港内泊稳条件得到了越来越多的关注。影响游艇码头港内泊稳的主要因素有防波堤的布置、防波堤的结构形式、港内护岸的结构形式等。基于MIKE21-BW模型,以长岛县南长山岛规划建设游艇码头为例,对游艇码头港区的两种布置方案、6个浪向作用下的港内泊稳情况进行了数值模拟。对比两种平面布置方案口门处及港内游艇泊位处波高,分析影响游艇码头港内泊稳的影响因素。结果表明,防波堤位置、口门处防波堤的结构形式及港内陆地护岸的结构形式对游艇码头港内泊稳条件有直接影响。     

开孔沉箱在日照港四期码头工程中的消浪效果研究

采用波浪整体物理模型试验方法,根据日照港石臼港区四期码头工程平面布置,针对码头结构采用实体沉箱和开孔消浪沉箱两种结构型式,测定E和ENE向港内波况和码头前波高,并在此基础上分析不同水位条件下开孔沉箱的消浪效果。结果显示,在沉箱尺寸、消浪室宽度和开孔率无法改变的前提下,消浪效果与开孔位置有很大关系。当开孔区位于静水位上、下一倍波高范围时,消浪效果最优。建议开孔区布置应尽量与规范保持一致,将开孔区布置在设计高水位附近。     

竖直双挡板桩基码头港内波浪特性试验研究

结合某码头二期工程建设,对竖直双挡板桩基码头结构开展波浪整体与断面物理模型试验,对工程码头、防波堤设计波要素及港内波高分布进行了测定。分析了竖直双挡板桩基码头不同挡板结构(挡板底高程、挡板封闭情况)时的港内波高分布特征,分析了不同工况下港内泊稳条件,并给出了最优化方案;研究了波向对绕射的影响、有效波高比与相对入水深度对透射系数的影响,分析了绕射波、透射波、反射对港内波况的影响。研究表明,《海港水文规范》给出的岛式防波堤堤后不规则波绕射系数整体上小于竖直双挡板桩基码头的绕射波试验值,港域内波高最小的区域位于距离码头中心一倍船宽附近,最后提出了一种港内波高的简化计算方法。     

以色列阿士多德港防波堤延长方案数值模拟研究

采用改进的Boussinesq波浪数学模型,对以色列阿士多德港防波堤的不同延长方案的港内泊稳波高进行了比选研究。研究结果表明,将主防波堤延长的方案能够将港内年损失作业天数降低至2%以下,采用透空式斜坡高桩码头的方案优于直立式码头方案     

小郭巨渔港工程防波堤平面布置方案

波浪是渔港建设中最重要的水动力因素,由于外海风浪作用强烈,影响港内渔船泊稳,需修建防波堤挡潮抗浪。从波浪角度研究防波堤平面布置,首先分析了舟山市六横岛小郭巨渔港工程的建设条件,确定防浪掩护控制标准,并提出防波堤直线形、折线形布置的8个平面布置方案。以满足渔船有效泊稳面积为准,采用MIKE21 BW模块计算在50 a一遇波浪与水位组合条件下堤后波高分布及防浪掩护效果,对8个方案进行研究,基于其中相对较优方案,进行了2个方案的优化。最终确定某渔港防波堤平面布置最优方案为:防波堤总长350 m、折堤夹角132°、直线段长122 m、折线段长228 m。     

华能汕头海门电厂煤码头工程防波堤布置

随着我国沿海水运事业的跨越式发展,优良港址已开发殆尽,新港口选址逐步趋向大浪、深水等条件恶劣的区域。如何保证港口作业条件是新时期港口建设面临的重要问题。本工程位置海域开敞,常年受长周期大浪影响,原设计方案虽采用双环抱式防波堤布置,但掩护效果不佳,港内泊稳条件难以满足靠泊作业要求。设计者通过调整防波堤轴线、修改堤头布置和结构形式、局部开挖等对原防波堤布置方案进行优化,经模型试验验证,以上措施明显消减了港内波高,满足港口作业标准,取得了良好的效果。     

沉箱开孔形式对波浪反射的影响试验研究

为了降低码头前沿的波浪反射作用、改善船舶靠泊作业的泊稳条件,开孔沉箱越来越多地被应用在直立码头工程中,但相关行业规范尚缺少对沉箱开孔形式的系统性说明。以大连港大窑湾港区四期工程为例,通过物理模型试验,重点分析不同沉箱开孔形式对不规则波作用下码头前沿波高反射系数的影响。结果表明：短周期波浪通常比设计波浪情况下的反射系数要小;试验断面的消浪性能在设计低水位附近最为理想;沉箱胸墙设置消浪腔对减小断面波浪反射的效果不明显;波浪反射系数主要取决于开孔率。     

改善进港航道引起港内波能聚集问题的研究

进港航道在口门引起波能聚集,对港内泊稳条件产生不利影响,采用适当工程措施可使该情况有所改善。文中结合某工程实例探讨了包括增加防波堤、清除浅滩和调整航道轴线的三种工程方案,并通过基于Boussinesq方程的波浪数学模型进行了对比试验,结果表明各方案均能达到缓解波能聚集、改善泊稳条件的目的,但改善效果存在一定差异。最后还对试验中采用单方向和多方向波的结果进行了初步对比探讨,对于航道波能聚集影响港内波况的问题,采用单方向不规则波的试验结果将偏于危险。     

An experimental study of irregular wave forces on multiple quasi-ellipse caissons

An experimental investigation of irregular wave forces on quasi-ellipse caisson structures is presented. Irregular waves were generated based on the Jonswap spectrum with two significant wave heights, and the spectrum peak periods range from 1.19 s to 1.81 s. Incident wave directions relative to the centre line of the multiple caissons are from 0＆#176; to 22.5＆#176;. The spacing between caissons ranges from 2 to 3 times that of the width of the caisson. The effects of these parameters on the wave forces of both the perforated and non-perforated caissons were compared and analyzed. It was found that the perforated caisson can reduce wave forces, especially in the transverse direction. Furthermore, the relative interval and incident wave direction have significant effects on the wave forces in the case of multiple caissons.     

斜向波作用下带水平多孔板开孔沉箱防波堤水动力特性研究

基于线性势流理论和匹配特征函数展开法,建立了斜向波与内部带水平多孔板开孔沉箱防波堤相互作用的解析解。通过与分区边界元解对比,验证了解析解计算结果的正确性。给出数值算例,分析了波浪入射角度、消浪室相对宽度等因素对开孔防波堤反射系数和波浪力的影响规律。研究结果可为物理模型试验和工程应用提供指导。     

规则波作用下开孔沉箱波浪力计算方法的试验研究

通过二维规则波波压力试验,对规则波作用下无顶板开孔沉箱所受到的波浪力进行了系统研究。针对开孔沉箱由于具有特殊的消浪室结构导致其所受到的总水平与总垂直波浪力存在相位差,给出了相位差的计算公式,提出了开孔沉箱波浪力峰谷值时刻同步波浪力的计算方法,为开孔沉箱的工程应用提供了有价值的结果。     

明基床上局部开孔沉箱防波堤反射系数的近似计算方法

给出了明基床上局部开孔沉箱防波堤在规则波和不规则波作用下反射系数的近似计算方法。将明基床假定为一直立墙，用匹配特征函数展开法给出计算规则波作用下整体结构反射系数的理论解。利用线性传递函数法得到不规则波作用下开孔沉箱防波堤反射波频谱，得到频率平均的反射系数。将反射系数计算结果与已有研究者的试验结果进行了比较，符合良好。     

U型防波堤与波浪相互作用的数值模拟

半淹没式固定U型防波堤,通过在自由水面附近设置挡浪结构增加能量耗散而达到降低港内波浪的目的;为了减小U型防波堤波浪反射,在其左侧设置成可渗透型沉箱。本文基于Navier-Stokes方程,采用k-ε模型封闭雷诺方程,以spatially-averaged方程作为孔隙流的控制方程,用VOF方法跟踪自由表面,建立了波浪与建筑物相互作用的数学模型,采用该模型模拟了规则波入射时波浪与可渗透型U型防波堤的相互作用,针对不同尺寸U型防波堤,进一步讨论了U型防波堤对波浪传播中反射和透射的影响。     

透空式上部结构对开孔沉箱消浪性能影响的试验研究

通过物理模型试验,在前人对开孔沉箱研究的基础上进一步研究了透空式上部结构对开孔沉箱消浪性能的影响,分析了反射系数随波陡、相对宽度、相对水深和上部结构超高等因素的变化规律。同时给出了透空式上部结构开孔沉箱反射系数的计算的经验公式,为工程实际提供参考。     

规则波作用下有顶板开孔沉箱垂直波浪力试验研究

通过二维规则波波压力试验,在规则波作用下无顶板开孔沉箱波浪力研究的基础上,对规则波作用下有顶板开孔沉箱所受到的垂直波浪力进行了系统的研究。提出了有顶板开孔沉箱所受垂直波浪力的计算方法,为开孔沉箱的实际工程应用提供了有价值的结果。     

带收缩水道的沉箱防波堤兼OWC装置结构形式的研究*

设计一种带收缩水道的沉箱防波堤和OWC(Oscillating Water Column)波能发电装置相结合的复合结构形式,开展物理模型试验研究。通过改变水道结构形式与OWC气室参数,并分析实验数据,探讨水道形式、入射波要素和OWC气室形状参数等对该复合结构工作性能的影响,采用气室内波幅放大系数、气室顶部空气点压力和防波堤前波浪反射率作为考察参量。     

基于软计算的低于数据范围的半圆形防波堤波浪反射预报（英文）

Coastal defenses such as the breakwaters are important structures to maintain the navigation conditions in a harbor. The estimation of their hydrodynamic characteristics is conventionally done using physical models, subjecting to higher costs and prolonged procedures. Soft computing methods prove to be useful tools, in cases where the data availability from physical models is limited. The present paper employs adaptive neuro-fuzzy inference system(ANFIS) and artificial neural network(ANN) models to the data obtained from physical model studies to develop a novel methodology to predict the reflection coefficient(K_r) of seaside perforated semicircular breakwaters under low wave heights, for which no physical model data is available. The prediction was done using the input parameters viz., incident wave height(Hi), wave period(T), center-to-center spacing of perforations(S), diameter of perforations(D), radius of semicircular caisson(R), water depth(d), and semicircular breakwater structure height(h_s). The study shows the prediction below the available data range of wave heights is possible by ANFIS and ANN models. However, the ANFIS performed better with R~2= 0.9775 and the error reduced in comparison with the ANN model with R~2= 0.9751. Study includes conventional data segregation and prediction using ANN and ANFIS.