斜向长周期涌浪作用下斜坡式防波堤结构稳定性优化

海外港口工程大部分位于以长周期涌浪影响为主的海域,长周期涌浪对防波堤的作用尚未得到全面认识和研究,尤其是斜向入射的情况。以某一具体港口防波堤工程为例,通过波浪局部整体物理模型试验,对斜向长周期涌浪作用下斜坡堤结构的稳定性进行了研究,并根据试验结果对原方案进行优化,提出了稳定的斜坡堤结构。研究结果表明,斜向波浪作用时,相同水深、波向以及波高情况下,入射波浪周期越长则护面块石失稳率越大;相同水深、波高以及波浪周期情况下,波浪15°角斜向入射时沿堤形成的沿堤流对护面的冲蚀破坏作用比波浪基本顺向入射时的情况更为强烈,护面块石失稳率相比较大。     

港池长周期波浪振荡试验研究

港池长周期波浪振荡对港内泊稳条件极为不利，严重危害港内船舶的正常停靠与作业。通过物理模型试验，对某港内长周期波浪振荡和放大情况进行研究。结果表明，在短周期波浪作用下，港内发生了明显的长波振荡，5.47 m波高作用下港池长周期波浪波高可达0.4 m，在633、320和200 s附近的长波谱图均有明显峰值。通过港内外波浪能量对比发现，0.008 Hz以下频率港外波浪能量远不及港内波浪，港域内部在320和200 s附近的长波能量最大被放大5倍。研究结果可为类似工程长周期波浪防治提供参考。     

长周期波作用下斜坡式防波堤稳定性及施工分析

通过对印度尼西亚adipala斜坡式防波堤波浪断面物理模型试验进行研究,结合长周期波、大波高作用下波浪水流对施工期防波堤冲刷袭击所出现的不同破坏特性,分析长周期波浪波高、波向与不同平面位置防波堤断面间的相互作用,探讨印度洋长周期波浪作用下防波堤施工期稳定性,以寻求此环境条件下的防波堤有效施工模式,以作同类工程借鉴。     

长周期波浪影响下连片式码头系泊布置优化

为改善长周期波浪影响下连片式码头的泊稳条件,结合工程实例,利用数值分析软件分析长周期波浪作用下连片式码头系泊船舶的缆绳张力、船舶运动量特点,提出改善长周期波浪影响下泊位系泊稳定性的关键因素。结果表明,随着波周期的增大,系泊船舶的缆绳张力、船舶运动量均会显著增大;系泊优化的关键在于增加系泊体系的弹性以便吸收船舶的动能量。系泊优化措施包括增加缆绳长度、采用非刚性缆绳系泊或增加缆绳的尼龙尾缆长度。采取系泊优化措施后,可大幅降低长周期波浪作用下缆绳张力,达到系泊布置优化目的。     

涌浪及长周期波作用下打桩船动态响应试验研究

工程船舶由近岸施工逐渐走向外海施工,然而非洲和拉丁美洲的一些国家海域波浪周期较大,对工程船舶安全作业带来很大困难。通过物理模型试验,系统研究了打桩船在涌浪长周期波作用下的动态响应,给出船舶运动量随波浪的变化规律,特别是波浪周期接近船舶自振周期或锚泊系统自振周期时,船舶的运动量增大明显。有关研究成果可为打桩船外海作业特别是涌浪长周期波海域施工作业提供技术参考和支撑。     

双色波作用下港池长周期波浪模拟研究

防波堤对长周期波浪的掩护较差，长周期波浪容易直接侵袭港内，恶化港内作业条件。依托物理模型试验结果，基于BW数值模型研究双色波作用下港池长周期波浪产生机制。对BW数值模型进行验证，模型与试验结果吻合良好。在频率分别为f₁和f₂的双色波作用下，波浪间发生非线性作用产生Δf、2f₁-f₂、2f₂-f₁、2f₁、f₁+f₂、2f₂等频率的波浪，当产生的长周期波浪Δf与港口自振频率趋于一致时，长周期波浪波高被港池捕捉发生共振而放大。随着双色波入射波高、调谐率的增加，波浪之间的非线性作用增强，长周期波高显著增大。     

长周期波浪冲击下胸墙受力试验

以长周期波浪冲击下斜坡式结构顶部胸墙为研究对象,通过物模试验研究其波浪荷载,并与中国规范和美国CEM手册的计算结果进行对比。在此基础上,进行孤立胸墙的验证试验。结果表明,中国规范和美国CEM手册所采纳的经验公式,均未充分体现长周期波浪破碎对胸墙受力的影响;两种方法的计算结果较为接近,但与物模试验结果差异较大。试验结果相当于规范结果的5倍。因此,在进行长周期波海区工程设计时,应特别注意长周期波浪对胸墙的破碎冲击作用,不能仅用规范公式进行计算,应按规范要求进行物理模型试验。     

涌浪控制下的砂质海岸建港条件关键技术研究

本文主要基于长周期涌浪控制下砂质海岸的特征与建港特点,结合近年来承担的工程研究项目作为典型代表,根据当地海域季节性长周期涌浪长期作用的特点,分别对海岸波浪动力条件、岸滩演变规律及建港淤积问题进行了分析研究。得到了波浪防护决定港区口门朝向、破波带宽度决定防波堤规模以及泥沙冲淤强度决定港区口门位置等重要结论。     

长周期波浪下大型船舶系泊安全特性模拟研究

针对大型船舶在开敞和半开敞深水泊位靠泊期间,遭遇长周期波浪冲击时,船舶运动对系泊安全的影响,尚未有全面认识和研究。通过MOSES平台模拟试验,计算了大型船舶系泊状态下受长周期波浪对船舶运动量变化情况,以及缆绳和护舷受力状况,探讨了长周期波浪对大型船舶系泊安全的影响,并针对性的提出了安全对策措施。     

2011年“梅花”台风过程波浪模拟研究

利用具有实测气象资料同化功能的WRF模型和MCT实时耦合SWAN-FVCOM模式,对"梅花"台风过程的风、浪、流进行数值模拟,计算结果与实测结果对比表明,数模结果能较好描述台风路径、台风风场以及波浪场。将台风期间大连损毁海岸工程附近海域波浪特征与50年一遇设计波浪进行了对比,建议在我国东部沿海受台风影响的沿岸设计波浪要素的确定中进一步加强对较长周期波浪的研究。     

长周期波影响的河口防波堤施工技术

波浪是影响沿海防波堤最重要的水动力因素之一，长周期波能够穿透可透浪防波堤，对防波堤防护内的水动力环境产生极大影响，给防波堤等水工建筑拆除及新建施工带来一定的困难。针对西非某运河口门处防波堤工程，根据其处于长周期波影响环境下、水上施工困难等问题，分析防波堤各分项工程的施工特点、难点，并制定相应的解决方案，最终顺利完成防波堤的改建施工。     

新扩建以色列阿什杜德港(ASHDOD)施工关键技术

新扩建的以色列阿什杜德港项目位于地中海开敞海域,受中长周期波浪影响严重,且地质条件复杂,项目主体结构形式多样、施工难度大。通过波浪预报和地质条件分析,提出了多项创新施工技术,克服了开敞海域中长周期波浪对施工的影响,并成功引入到外海碎石桩、深水防波堤、码头桩基等关键分项工程施工中,相关施工经验可供类似项目借鉴。     

整体推进式桩基码头结构设计与施工

针对在拉美和非洲地区部分码头建设中,存在大型船机设备缺乏和长周期波较为明显、常规打桩船作业和预制构件安装困难的问题,基于一般桩基码头结构,在设计和施工两个方面进行优化,采用桩顶施工行走平台方法施工,利用桩基自身作为支撑结构,大量采用叠合式上部结构,实现将海上施工转化为陆上施工的创新,形成整体推进式桩基码头结构,规避大型船机设备缺乏和长周期波较为明显的问题,具有良好的经济性和对强震区的适应性。     

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。     

大涌浪海域沉箱结构选型方案

随着运输船舶大型化趋势的迅猛发展,与之相适应的大型深水码头逐步向着自然条件更加恶劣的深水区域发展,大涌浪海域的长周期波浪给码头设计施工带来极大的困难。通过某原油码头转换平台的沉箱结构方案选型可见,除进行常规的吃水、压载和浮游稳性验算外,尚应对波浪环境下沉箱的运动响应进行分析。离岸深水海域码头工程的设计施工必须考虑波浪荷载的影响。     

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。     

“厂”形板式防波堤消波性能数值模拟

根据水平板形防波堤和倾斜板形防波堤的特点,提出一种“厂”形组合板式防波堤,通过数值模拟方法对防波堤的消波性能进行研究。首先,利用FLUENT软件建立二维规则波数值波浪水槽,并验证水槽应用的有效性。通过模拟得到堤后波高-时间过程线,分析防波堤的透射系数,探讨透射系数随波高、周期、开孔率、相对板宽、波陡、倾斜板与水平板角度、超高等参数的变化关系。结果表明,在模拟范围内防波堤透射系数较小,消波性能优良,特别是对长周期波也有较好的消波效果。研究成果可以为新型防波堤设计提供参考。