福建沿海台风浪数值模拟及特性分析

以Holland模型风场和CCMP背景风场相叠加构造台风风场,驱动第三代海浪模式SWAN对登陆福建的0908号台风"莫拉克"和1013号台风"鲇鱼"发生的台风浪过程进行数值模拟,并运用Jason-1卫星数据对模拟结果进行验证,结果显示模拟风速、有效波高值和卫星资料值吻合较好。在此基础上分析福建海域的台风浪时空分布特征和近岸三处海湾的波高变化过程,结果显示:台风过程中,最大风速和浪高值均位于台风移动中心右侧,风浪夹角与到台风中心的距离成正比且右侧夹角较小,左侧较大,台风中心对应着浪高的低值区,波高分布在海峡内外表现出较大的不对称性。"莫拉克"过程中,福建东北部海域出现10.8 m大浪,厦门湾、兴化湾、三沙湾内波高主要由风浪引起;"鲇鱼"过程中,福建南部海域出现9.2 m大浪,兴化湾、三沙湾内波高主要由风浪引起,厦门湾受到一定的南部海域涌浪的影响。     

“登台入闽”型台风波浪传播特性分析

以Holland模型风场叠加CCMP背景风场驱动目前国际先进的第三代海浪模式SWAN(simulating waves nearshore),对"登台入闽"类型的3个台风"9608"号、"0519"号和"0604"进行波浪数值模拟。分析该类型台风的波浪时空分布特性,以期为此类台风研究和减灾防灾提供参考。结果表明:台风中心未进入台湾海峡前,波浪主要通过岛端部进入海峡,有效波高较小;台风中心位于海峡口门附近时,海峡峡口内、外波浪分布表现出明显的不对称性,外大内小;福建沿海危险时段为台风中心进入海峡到登陆的过程,需要在台风中心进入海峡前部署好防灾减灾工作;台风中心位置和台风移动方向不同时,最大风速、有效波高出现区域相对于台风中心的位置会呈现较大的差异,给防灾减灾带来困难。     

双台风下江苏沿海的波浪数值模拟

为研究江苏沿海海域受双台风布拉万和天秤的影响情况,应用Holland模型与ERA背景风场数据构建双台风布拉万和天秤的模拟风场,结合MIKE SW模块进行台风浪的数值模拟试验,通过与卫星轨道数据、实测站点数据对比对模拟的有效波高进行了验证,研究了东中国海范围和江苏沿海海域的波浪场(混合浪、风浪和涌浪)特征。其中,在模拟风场的构建中,比例系数e至为关键,通过进行参数试验确定较优系数值。研究结果表明台风布拉万主要以风浪形式影响江苏沿海海域,出现的风浪最大值为10.4 m,台风天秤是以涌浪形式影响,涌浪最大值为2.4 m,且台风布拉万的影响强度明显大于台风天秤。     

合成风场在南海台风浪数值模拟中的研究

基于第三代海浪模式SWAN,利用Myers理论模型风场、CCMP风场以及两者的合成风场,分别作为台风驱动风场,对2003~2010年经过南海的15个台风浪过程进行数值模拟研究。将数值模拟结果与台风期间Jason-1卫星高度计观测资料进行比较,结果表明:Myers理论模型风场模式在台风中心附近波高较大时与实测值吻合较好,CCMP风场模式离台风中心较远处与实测值吻合较好。合成风场结合了Myers理论模型风场和CCMP风场各自的优点,比较符合南海的台风风场分布;合成风场模式的数值模拟结果与实测值吻合良好,能很好地适用于南海。     

登陆台风对长江口口门水域的影响

针对登陆台风对长江口口门水域产生的影响问题,采用统计学方法对3次登陆台风期间现场采集的长序列定点观测资料进行系统分析。结果表明,台风登陆后有效波周期减小至常态天气水平,未出现长周期涌浪;台风登陆前水位抬升,最大增水与最大有效波高均出现在登陆前高潮时;台风登陆前有效波高在2 m以上时,波浪对口门处由南向北的横向流速分量起到抑制作用;其他时段,口门处由南向北的横向流速分量变化与涨潮过程一致。     

福建沿海台风浪模拟及其对台风路径平移的响应*

针对福建沿海台风频发对港航工程建设的影响，以ECMWF背景风场和Holland模型风场叠加作为驱动风场建立SWAN数值模型，对201808号台风“玛莉亚”引起的台风浪进行数值模拟。通过对“玛莉亚”的路径进行平移，选择漳州、泉州、宁德作为福建沿海3个典型的台风登陆点，派生出3条理想台风路径。结果表明：1）随着台风中心由太平洋靠近福建省沿海，各特征点附近海域产生的有效波高先逐渐增大再逐渐减小。2）在各台风路径下，路径左侧海域波向由SSW转为NNE，而路径右侧海域波向由SSW转向WNW。3）台风中心距离福建省越近，各特征点波向变化的速率越快。4）台风路径平移响应对优化港航工程防台方案具有一定的参考价值。     

武汉天兴洲洲头整治工程河段河床演变分析

根据历年河道实测资料,对武汉天兴洲洲头整治工程河段历史、近期河道演变以及工程河段河床演变发展趋势进行了分析。结果表明,龟山至阳逻河段,汉口边滩淤积发展,并已移至天兴洲北汊口门附近;滩槽相对稳定;天兴洲汊道自20世纪70年代完成主支汊交替转化后,两汊分流比总体上保持稳定;工程实施前后深泓线的走向没有明显的改变。     

长江口南北港分汊口河段护滩限流工程效果分析

作为长江口南北港分汊口治理工程的重要组成部分之一,新浏河沙护滩及南沙头通道限流潜堤工程是长江口深水航道上延的基础性工程,也是南北港分汊口河势控制的关键工程。根据现场水沙测验和地形监测资料,从治理工程实施前后汊道分流比、河床冲淤变化、航道条件以及工程结构稳定性等因素入手,初步分析了新浏河沙护滩及南沙头通道限流潜堤工程的实施效果。结果表明,工程实施效果显著,南北港分汊口河段局部河势向不利方向发展的态势基本得到遏制,宝山南、北水道航道条件明显改善,整治建筑物结构安全稳定,总体达到了预期的治理目标,有利地保障了10.5 m深水航道稳定运行,同时也为长江口12.5 m深水航道向上延伸创造了良好条件。     

台风“鲇鱼”作用下南海波浪场的数值模拟研究

运用第三代海浪模式WAVEWATCHⅢ,以台风模型风场与美国NCEP风场的合成风场为驱动风场,模拟西北太平洋在台风"鲇鱼"期间的波浪变化情况。在运用卫星高度计波高资料对预报模型进行验证的基础上经进一步分析认为,台风"鲇鱼"产生的波浪在北部湾以风浪为主,涌浪较少,而在北部湾以外的南海产生的波浪以涌浪为主,涌浪波高可达3~6 m,周期为12~16 s。在台风"鲇鱼"由东向变为向北行进过程中,在南海产生的涌浪也由东向逐渐变为东北向。     

基于“山竹”台风的波浪数值模拟

研究台风风场结构中Holland B参数对台风浪模拟结果的影响。采用ERA-5背景风场与Holland经验风场叠加构成的台风输入风场,利用MIKE21 SW波浪数学模型进行南海大范围台风浪数值模拟;结合1822号"山竹"台风期间的实测风浪数据,研究Holland B参数对台风风场构造的影响机理,对四种常用Holland B参数计算公式的各个模拟值进行验证,并对其进行对比分析。结果表明:四个Holland B参数公式计算得到的风速和有效波高模拟值均与实测值有较好一致性,B_1参数公式的计算结果与实测值吻合最好;不同Holland B参数对风向和平均波向基本不产生影响,其模型模拟值与实测值吻合度较高;通过台风场与波浪场的空间分布对比分析,为沿海地区台风期间防灾减灾提供参考建议。     

虚拟样机技术在气垫船推进系统特性研究中的应用

由于气垫船的结构特点,传统的研究方法不适于气垫船推进系统特性研究.本文将现代虚拟样机技术引入气垫船推进系统特性研究中,对气垫船船体和轴系建模及船体-推进系统的耦合方法进行了比较研究.并应用本文提出研究方法,对某型气垫船推进轴系进行了动态支承力的仿真研究.     

天津港焦炭码头卸车坑地下连续墙渗漏水原因分析

通过对天津港南疆焦炭码头卸车坑地下连续墙的结构特点、施工过程、修补措施及当地的特殊的地质条件等因素的分析,综合考虑了各因素对地下连续墙的影响,从而客观地评价了地下连续墙渗漏水的成因,为选择适当的防渗漏材料提供了科学依据。     

换填法垫层厚度的优化设计

换填法地基处理设计关键是确定垫层的厚度。鉴于传统的设计方法存在不足,文章提出了一种改进的方法,经算例验证该法能更好地确定最佳垫层厚度,同时能适应不同的安全要求,具有较大的灵活性。     

中压舰船接地方式与人体安全性分析

中压电力系统在舰船上的应用给舰船人员的安全性提出了新的要求,为此在建立人体模型的基础上,分析两种不同接地方式人体触电的危害,并给出了相应的安全措施.     

不确定动荷载作用下的地基固结度估算

为了得到不确定动荷载作用下的地基固结度,通过工程实例,采用反分析法对不确定动荷载作用后地基的固结度进行了估算,并进行了现场验证。结果表明估算结果是可靠的,可供类似工程借鉴。     

关于曲线光顺性的讨论

从数学放样和光顺自动化的角度出发,分析了一个经典的光顺定义的优缺点,并在此基础上得到了改进的定义,同时应用改进的定义导出了船舶线型自动光顺时应遵循的光顺准则。     

不同结构形式丁坝水毁过程分析*

通过水槽概化模型试验对不同坝型、坝长和挑角丁坝的水毁过程进行对比分析,找出冲刷坑深随时间变化的规律,观测到不同结构形式丁坝对河床冲刷地形的影响.在此基础上,对比分析不同的坝型的试验数据,提出具有较好稳定性的新型坝身横断面结构形式,并且深入研究丁坝不同坝长、挑角下河床冲刷及丁坝水毁机理.     

编队作战需求下舰船修理周期结构的优化

舰船全寿命期内的部署和修理活动需要在其修理周期结构的指导下进行,而编队的使用则需要编队内各舰艇的修理周期结构的相互配合,从而使编队拥有更高的部署能力。文章建立了编队修理周期结构的优化模型,考虑了同一舰级下舰艇相互代替使用的情况,更能真实反映编队的部署和修理情况,采用遗传算法对编队的部署能力进行优化分析,实例证明优化后可以显著提高编队的部署能力,为进一步研究编队的部署维修奠定了基础,同时在单舰的修理周期结构上加上了编队使用需求这一约束条件,拓展了研究舰船修理周期结构的思路。     

油轮艏部结构碰撞特性研究

在船舶碰撞中,船艏是主要作用方.船艏结构的碰撞特性是影响船-船碰撞过程中被撞船舷侧结构损伤程度的决定因素.为减少碰撞事故损失,应从碰撞的观点对船艏结构的特性进行研究,提出一种研究船艏的碰撞特性的方法及表征船艏碰撞特性的特征量,据以改进船艏设计.根据船艏结构本身的碰撞破损过程,对船艏结构碰撞力与破损深度的关系、艏部构件在碰撞过程中的损伤形态和能量耗散进行了研究,指出碰撞力曲线是船艏结构的一种固有特性.提出了碰撞力面积密度曲线的概念,它可以用于定量表达船艏结构对其它结构的破坏能力.利用有限元数值模拟方法计算了一艘4万吨船艏的碰撞损坏实例,显示了上述碰撞特征并讨论了提高碰撞数值模拟计算精度的方法.     

叶轮旋向对喷水推进器噪声性能的影响

文章运用计算流体力学和直接边界元方法计算叶轮旋向对喷水推进器水下辐射噪声性能的影响。首先,采用计算流体力学方法计算和分析了某喷水推进泵的裸泵性能曲线,并与厂商数据比较以验证CFD计算方法;然后,计算某“船体+流道+喷水推进泵”的稳态流场,在此基础上计算喷泵内的非定常流场,并获得了叶轮叶片、导叶叶片、轮毂和外壳壁面上的偶极源以及固体壁面上的单元和节点信息;最后,采用直接边界元方法计算喷水推进泵的声场分布。结果表明：喷泵内最大压力脉动在叶轮进口处,压力脉动幅值从轮毂到轮缘逐渐增大;叶轮进口处的压力脉动幅值外旋泵比内旋的大,但在叶轮和导叶相互作用区域则相反;在10～1000 Hz内,叶轮和导叶相互作用区域对于辐射噪声的贡献是最主要的;内旋泵的总声压比外旋泵的总声压级大2.4 dB。