大数量桩柱波浪力的机理研究

研究了大数量桩柱的波浪力特性，基于特征函数展开和块矩阵求逆方法，导出了一种计算大数量桩柱波浪力的递推算法，数值结果表明，在周期性布置的桩柱阵列中，在某些特定的波浪频率下，存在“波浪频率下，存在”波浪俘获“现象，当发生波浪俘获时，波浪力的幅值可呈几倍到几十倍的增加，采用不等间距的桩柱，可有效地减小桩柱在特殊频率下的受力幅值。     

用简化法计算直立圆柱墙的水平波浪力

文章从相对成熟的直立墙波浪力计算理论出发，通过数学拟合手段推导出直立墙的波浪力简化公式，并基于线性波浪绕射理论求解直立圆柱墙上波浪力的烦琐计算公式，拟合出圆柱墙波浪力的简化计算公式及相应计算修正系数。     

斜向和多向不规则波作用于直墙堤上的波浪荷载

基于三维波浪物理模型实验研究的结果，参照国内外已有的研究成果，探讨了波浪斜向性和多向性对不规则波作用于直墙堤上波浪荷载的影响，表明波浪是否在堤前破碎其影响波浪荷载的规律是不同的。建议了斜向和多向不规则波作用于直墙堤上波浪荷载的实用计算方法。     

在墩柱群周围波浪变形的数值模拟

我们曾经将基于Boussinesq方程的波浪数学模型用于研究海岸带非线性波浪的传播变形以及与建筑物的相互作用，数学模型采用有限差分法解出，为进一步验证模型的正确性和使用价值，又将模型用于解决浅水区域的墩柱群周围的波浪变形，结果得出较为精确的波浪分布，并表明保持适当间距的墩柱群可以有效阻挡波浪的传播，削减波浪强度，起到良好的防波效果，可望成为重力式防波堤的1种有效替代方案。     

弧面型防波堤的波浪力简化计算方法研究

弧面型防波堤是一种新型防波堤，国内外尚无波浪力理论计算公式，需借鉴类似堤型的半圆型防波堤的波浪力研究成果。为此，进行了弧面型防波堤与半圆型防波堤波浪力结构断面试验，本文根据两种堤型水力特性分析和对比试验研究，提出以半圆型防波堤波浪力乘以一个修正系数，可作为弧面型防波堤波浪力的简化计算方法，对弧面型防波堤稳定性的验算和对波浪力随周期变化规律的检验，以验证修正系数的可行性。修正后的弧面型防波堤波浪力简化计算方法可作为工程应用的参考。     

基于OpenFOAM的弧形防浪墙受力特性的数值模拟研究*

弧形防浪墙具有优良的返浪效果，工程应用较多。本文以弧形防浪墙为例，基于OpenFOAM开源程序，应用雷诺平均Navier-Stokes方程描述流体运动，建立了波浪与结构物作用的二维数值模型。通过试验验证所建立的数值模型，探讨不同形式弧形防浪墙所受波浪压强分布特点的异同、弧形防浪墙圆弧半径对所受波浪力的影响。结果表明：在不同波浪要素条件下，弧形防浪墙迎浪面所受波浪压强随测点高程的增大而减小，同一测点上所受波浪压强随弧形防浪墙圆弧半径的增大而减小。防浪墙迎浪面受到的波浪力随着波高的增大而增大，随波长的增大先增大、再减小、再增大，且在波长最大时波浪力达到最大值。在相同波长下，波浪力随圆弧半径增大而减小。     

三维数值水池的水波衰减特性分析

为了研究数值水池的波浪衰减特性，本文以N-S方程为控制方程，基于有限体积（Volume of Finite，VOF）法和湍流模型RNG k-ε，通过在流场入口处添加速度的方式，模拟了波浪的生成与传播过程；并且在水池末端添加动量源项实现了波浪的消除。在建立数值水池的基础上，对数值波浪水池的模拟精度和波浪衰减的相关问题进行了分析，得出了波浪沿程衰减的规律曲线及最优的数值仿真设置方案。     

削角直立式防波堤波浪力的试验研究

为了研究削角直立式防波堤上波浪力的分布规律，寻求适合于削角直立堤的波浪力计算公式，通过对削角沉箱防波堤的不规则波物理模型试验，得到了作用在防波堤上的水平波浪力、削角斜面上的竖向力以及堤底面上的浮托力系列，经与合田良实直立堤波浪力计算公式对比，表明作用在防波堤迎浪面的波压力分布与合田方法相近。根据分析检验，提出了相应的水平波浪力、斜面竖向波浪力以及堤底浮托力的不确定系数，并建议对斜面竖向波浪力的计算值进行适当调整。     

基于波浪数学模型的航道对波浪传播规律影响分析

针对波浪传播规律与航道相互关系的问题，基于波浪数学模型，研究波浪入射角和航道的网格边长对波浪传播规律的影响。结果表明，航道疏浚后，当波浪入射角为15°时，航道迎浪侧与背浪侧之间波高最大变化率可达6.6%，且航道最小网格边长相对于航道边坡宽度为0.12时，航道边坡可以较为准确地模拟出来，此时数值模拟的时间较短。     

随机波浪过程的数学模拟方法

分析现有常用成形滤波器的特征及波浪特点，建立－自变系数非线性成形滤波器来模拟随机波浪过程，应用随机平均法，根据所给定的波浪谱确定滤波器参数。模拟计算表明本文采用的非线性滤波器能更好地描述实际波浪过程。