波浪模型试验中水密度对相似性的影响

在海浪作用下的防波堤或护岸工程等水工物理模型试验中,一般采用淡水模拟海水。由于模型中淡水密度小于工程中的海水密度,会导致模型中水工建筑物或块体受到的浮力、压力、波浪力等比用海水时小,并使模型中水工建筑物或块体的稳定性相似受到影响。从工程角度考虑,这种影响是偏于危险的。文中基于重力相似准则,推导了考虑原型和模型水密度差异的相似关系。海水压力及波浪力可采用新的相似关系,对于可以控制密度的水工建筑物或人工块体,通过减小密度的办法减小质量,保证其运动相似。对于原型块石,为满足运动相似,可直接减小其质量,体积也相应减小。利用本文修正方法,将使波浪模型试验数据更接近真实情况,研究成果更科学、合理。     

青岛港董家口港区矿石码头水工结构特点与创新点分析

青岛港董家口港区矿石码头水工建筑物包括30万吨级(水工结构按40万吨设计)卸船泊位、20万吨级散货泊位、引桥、引堤及护岸等。该工程30万吨级卸船泊位为外海开敞式布置,波浪、水流条件复杂,工程量大,外海施工依托条件差是本工程水工结构设计的典型特点。结合自然条件、施工工期和使用要求等对水工建筑物的特点和创新点进行了全面分析,为类似工程的设计提供经验。     

低桩承台直立式结构波浪作用力研究

针对低桩承台直立式结构的波浪力计算,设计通常参考《港口与航道水文规范》中波浪对直墙式建筑物的作用力计算方法,但由于承台前沿线与承台下方的直立墙不在同一直线上,使得两者的波浪力存在差别。以深圳机场三跑道海堤工程为研究对象,通过物理模型试验,研究不规则波作用下低桩承台直立堤波浪作用力变化规律。研究结果表明,承台底部冲击压强在Δh/H_s=0. 2附近出现峰值;承台前沿波浪压强受承台结构的影响较小,其变化规律与直墙式建筑物波浪压强相似;承台下方直立墙波浪压强在-0. 5Δh/H_s≤1. 5时,具有明显的冲击特性,是普通直墙式建筑物波浪压强的数倍。     

密排桩基防波堤波浪力试验分析

针对密排桩基防波堤波浪力计算的问题,基于某密排桩基防波堤工程,进行密排桩基防波堤波浪力的物理模型试验研究。结果表明：密排桩基防波堤波浪力计算可采用直墙式建筑物波浪力理论公式,OCDI公式结果与试验值较接近;波浪力沿堤身轴线呈现堤身大、堤头小的趋势;斜向浪对密排桩基防波堤波浪力有一定影响,可采用Goda 公式折减系数进行近似评估。     

人工措施改善大连港鲇鱼湾港区建港水文条件研究

大连港鲇鱼湾港区沙坨子导流堤工程建设前,22#原油泊位北端横流较大;17#~21#泊位泊稳条件较差。为了改善鲇鱼湾港区建港水文条件,采用潮流数学模型试验、物理模型试验的手段对改善流场的方案进行系统研究,同时结合波浪整体物理模型试验对改善泊稳条件也进行了分析,综合比较潮流和波浪两个因素,对沙坨子导流堤工程的平面布置、水工方案进行全面总结,分析探讨人工措施改善建港水文条件的整体思路、研究方法和手段,为其他类似工程提供参考。     

毛里塔尼亚友谊港（努瓦克肖特自治港）自建设以来的泥沙淤积与海岸演变（三）

根据毛里塔尼亚友谊港海域多年来的波浪观测数据、水深测图和卫星影像资料,结合大量数学模型和物理模型试验研究成果。对当地的地貌、气象、水文和水动力条件,海岸泥沙特性和运动规律,以及港口建设不同时期内水工建筑物与海岸泥沙冲淤演变之间的关系进行归纳总结和系统性分析,提出有效延长友谊港使用寿命的工程方案,可供在砂质海岸上规划建设的其他港口工程项目参考与借鉴。     

漩门湾水域波浪计算分析

对漩门湾水域的波浪进行分析研究,利用波浪传播变形数值计算模式对该水域的波浪场作了推算,得出工程水域的波高分布,同时得出了防波堤的设计波浪,为围垦工程围堤设计提出科学依据。     

透空式建筑物面板波浪上托力试验及与规范对比分析

随着港口事业的不断发展,外海透空式建筑物越来越多,波浪上托力对建筑物的影响也越来越突出。2013年4月1日,《海港水文规范》JTS145—2—2013开始实施,规范中提出了新的离岸高桩码头面板波浪上托力计算方法,笔者结合东营港区5#～8#液体化工品泊位工程物理模型试验结果对该计算方法进行了对比分析。     

毛里塔尼亚友谊港(努瓦克肖特自治港)自建设以来的泥沙淤积与海岸演变(一)

根据毛里塔尼亚友谊港海域多年来的波浪观测数据、水深测图和卫星影像资料,结合大量数学模型和物理模型试验研究成果,对当地的地貌、气象、水文和水动力条件,海岸泥沙特性和运动规律,以及港口建设不同时期内水工建筑物与海岸泥沙冲淤演变之间的关系进行系统性分析和归纳总结,提出了有效延长友谊港使用寿命的工程方案,可供在砂质海岸上规划建设的其他港口工程项目参考与借鉴。     

抛石堤长周期波浪透浪作用及对码头系泊条件的影响

长周期波浪作用于抛石堤时,部分波能透过石间孔隙,从而影响港内泊稳。结合印尼工程实例,采用波浪断面物理模型试验,对透射系数随周期、波高、波类型等因素的变化规律进行了研究。通过波浪整体系泊物理模型试验,对驳船码头和散货船码头的相应泊稳条件进行了研究。结合试验结果分析了透浪对码头系泊条件的影响。结果表明:抛石堤透射系数随波高的增大而减小,随周期的增大而增大;周期越长,船舶允许作业波高越小;长周期波浪的透浪作用对系泊影响程度大,设计时应纳入考虑。试验结果可为抛石堤后方码头设计提供参考。     

小面积掩护水域波浪物理模型与数学模型对比研究

通过物理模型和数学模型2种研究手段,对印度尼西亚PLTU2 JAWA BARAT 3×350 MW电厂码头工程波浪传播进行对比研究,分析港内外波高和波浪增水引起的水平面的变化。结果表明:对港内波高的分布情况数学模型模拟结果和物理模型试验结果基本吻合,从物理模型试验结果分析得出港内存在水平面的上升情况,MIKE21的BW波浪数学模型不能模拟波浪增水。分析了长周期波引起港内波浪共振的条件,港口的自振周期远远大于试验波要素的周期,故在此波浪作用下不会引起港内的共振。     

港池开挖对护岸工程影响试验研究

通过物理模型试验,研究港池开挖前后波高分布变化及对护岸工程的影响.结果表明,港池开挖对护岸前设计波浪要素影响很小,对扭王字护面块体稳定、防浪胸墙稳定、越浪量和堤后冲刷影响也较小,对护底块石稳定有一定影响,但不是引起护岸破坏的原因.     

双色波激发细长港内低频振荡的物理试验研究

通过物理试验研究双色波传入细长港池并激发港池低频振荡,合理的试验布局降低了波浪二次反射对造波机的影响问题。利用快速Fourier变换和小波变换方法分析双色波在港内的幅频响应以及波浪能量的时-频分布情况,并利用小波二阶谱分析港内波浪不同成分之间的非线性相互作用过程。结果表明:当双色波短波频率对应港池不同共振频率时,通过波浪非线性相互作用产生的二阶长波在港内响应幅值不同;短波频率对应港池较低共振频率时,波浪会在港内聚集更多的能量;二阶长波以及高次谐波与双色短波之间呈复杂的非线性能量传递过程。     

波浪对箱形船作用的三维耦合计算模型

为获得具有工程实用价值的港口三维船非线性波浪力的时域计算方法,该文建立了波浪对港口中船非线性作用的三维时域计算耦合模型:用欧拉方程计算船底面下的内域,用Boussinesq方程计算船侧面到港口边界的外域,两域在交界面处匹配条件是流量连续和压力相等.并进行了相关模型实验,实验结果和数值计算结果比较表明该耦合计算模型具有满意的精度.此外,该三维耦合模型数学处理简单,计算效率高,可适用于工程计算.     

利用数学模型进行港内长周期波浪风险分析

针对港内长周期波风险问题,使用MIKE 21 BW模型建立了港内波浪传播数学模型。模型的构建使用了白噪谱和天然波况作为入射波浪条件。基于白噪谱的模拟结果,使用数字滤波技术分析了港池固有共振周期,并给出了相应共振周期下的水面高程和能量密度分布;基于天然波况的模拟结果,提取了泊位处的波高时间序列,以30 s为界限,分离出了长周期波。以西非某港为例,探讨了港池的长波风险,模拟结果可作为港池布局的参考依据。     

不同平面布置方案对港内波浪影响

结合揭阳港靖海作业区通用码头项目的建设,开展波浪整体物理模型试验,对工程码头及护岸设计波要素,码头上水和港内波高分布进行了测定。根据工程不同平面布置方案中的试验结果,确定最优化的工程总平面布置方案,为港口工程的设计、建设提供了科学依据。同时,简要讨论了工程中航道及港池开挖对波浪传播及港内泊稳的影响。     

亚帆中心工程环抱形防波堤掩护效果及护面块体稳定性试验研究

针对工程环抱形防波堤平面布置方案,利用整体物理模型试验手段进行了验证。结果表明:1)掩护后传入港内波峰线发生了偏转和波能集中,致使码头局部泊稳条件不满足标准要求。将位轴线顺时针旋转15°,与波峰线平行优化布置后,则满足。2)根据越堤波浪是否冲击港内码头轴线标准,论证10.0、10.5、11.0 m共3个防波提高程掩护体,得出11.0 m是可行的。3)防波堤外侧质量6 t护面块体失稳,经多次优化后采用质量10 t则稳定,弧形转弯处勾连性护面块体受侧向波浪力作用比受正向波浪力偏于危险。4)将试验结果与规范公式计算值进行对比,前者均大,因此对于弧形转弯段的处理应给予关注,尽量遵循规范要求轴线夹角的相关规定。5)试验再次验证了三维港池整体物理模型试验在防波堤稳定性、越浪量和优化设计方面的必要性。     

石化码头墩台结构波浪力研究

海上栈桥式码头的上部一般由置于静水面以上的带有纵横梁水平面板构成,为估算作用于结构上的波浪力,已有相当多的理论和试验研究,提出许多波浪力和相应的压强分布经验公式。然而,由于影响因素非常复杂,且工程梁系结构多变,因此通过模型试验来确定梁系结构等的波浪上托力和水平力是十分必要的。利用物理模型试验,测定了厦门港海沧港区石化码头结构在不同水位波浪组合情况下码头平台、墩台和桩基上的波浪力,并且得到了设计部门的实际采用。     

波长对桩基透空式防波堤透浪性的影响

桩基透空式防波堤的透浪性主要受波浪水深条件、挡浪板入水深度、桩基结构布置等因素的影响,并且各种因素相互作用,较为复杂。结合两个实际工程的断面物模试验,着重分析了波长对防波堤透浪性的影响,试验结果对类似工程的设计具有较好的参考价值。     

威海船厂港域泊稳试验研究与数值模拟

针对威海船厂搬迁工程进行了港域波高物理模型试验研究。试验表明在2 a一遇波浪条件下大多数泊位满足泊稳要求,个别泊位不满足要求但相差不大。采用MIKE21-BW模型,考虑波浪的反射、绕射、破碎等物理现象建立近岸波浪数学模型,对港域单向不规则波传播变形过程进行数值模拟,将数值计算结果与试验结果进行比较。二者在港池外有效波高最大差值为0.29 m,港池内最大差值为0.1 m,吻合度较高,表明BW模型可用于威海船厂近岸波浪传播变形与泊稳计算。