船闸的门槛水深（二）——船舶过闸所需的最小门槛水深

目前国内针对“船舶过闸时所需的最小门槛水深”的研究还没有形成系统性的成果。通过分析已有的研究成果,提出“船舶过闸时所需的最小门槛水深”由船舶吃水和富裕水深组成,富裕水深由船舶航行下沉量和最小安全富裕水深组成;影响船舶过闸时的航行下沉量的主要因素是船舶的阻塞系数、航行速度和水深。根据已有的研究成果的适用条件,介绍一种估算船舶过闸时的航行下沉量和极限航速的计算方法。最小安全富裕水深主要用于补偿航行下沉量估算的可能误差和枢纽运行中的推移波产生的水面波动,枢纽运行中产生的非恒定流是推移波的主要来源,一般情况下最小安全富裕水深可取30 cm,当预计推移波对门槛水深的影响比较显著时,应开展专门研究。     

导流墩改善口门区水流条件机理研究

船闸引航道口门区是船舶进出船闸的＂咽喉＂,受特殊边界条件的影响,该区域内产生有斜流、横流及回流等不良流态,对船舶安全航行造成很大影响。文中从理论上分析了口门区内不良流态对船舶航行的影响关系及导流墩削弱口门区内斜流和回流、改善通航水流条件的机理。结果表明,导流墩或导流墩与其他工程措施的结合应用是改善口门区水流条件的有效工程措施。     

船闸引航道内水面波动的二维数学模型研究

提出船闸引航道内水面波动的二维数学模型,采用二维非恒定流数学模型和船闸灌泄水一维数学模型联解.这一模型考虑了船闸灌泄时水流惯性的影响,较好地模拟了三峡工程上引航道船闸灌水产生的水面波动,同时,给出了水面波动周期和波长的近似计算公式。     

弯曲河段下游引航道口门区通航水流条件研究

弯曲河段船闸下游引航道既受弯道水流的制约,又受河床变宽产生的弯曲水流的影响,口门区附近回流与斜向流强度大、范围广,水流条件差,难以满足船舶安全通行要求。依据流体力学原理和水流运动规律,结合弯道河段河势变化特征,提出在引航道外侧的口门区附近设置挑流墩和采用实体与透空导航墙相结合的工程措施,并通过模型试验的验证,证明本方法能够较好地调整水流流向、构建缓流水域,从根本上消除弯曲河道中船闸下引航道口门区的斜向流和回流,改善通航水流条件,确保船舶安全过闸。     

某扩容改造船闸工程闸位平面布置

狭窄空间内船闸扩容改造受诸多因素的影响,其闸位平面布置方案的合理性尤为重要。以某扩容改造船闸工程为例,综合考虑选址、共用引航道宽度、施工过程对二线船闸主体结构及隔流堤安全的影响、施工围堰布置及防洪要求,进行方案比选研究。最终确定闸位布置方案为:两船闸中心线间距为80 m,改扩建一线船闸下闸首上游面与二线船闸下闸首上游面顺水流方向距离为4.4 m。同时,对后期工程设计提出建议。     

泄水闸调度方式对凸岸船闸通航水流条件影响的试验研究

针对弯曲河段航运枢纽船闸上游口门区出现大范围回流漩涡、引航道存在斜向流等不良流态的工程问题,采用正态整体水工物理模型试验的方法,对泄水闸不同调度方式对凸岸船闸上游引航道及口门区通航水流条件的影响进行研究。结果表明:对于船闸建在凸岸的航运枢纽,泄水闸开启远端闸门的调度方式可有效减弱口门区回流尺度及引航道斜向流强度,以保证通航安全。     

游艇港池船闸输水系统方案优化

游艇船闸对闸室内泊稳条件的要求比传统船闸更高,以保障闸室内游艇停泊的安全,故输水系统的设计对游艇船闸来说至关重要。以汇山地块滨江公共环境建设项目游艇船闸设计为依托,针对游艇船闸输水系统对闸室内泊稳条件影响的问题,建立三维非恒定流数值模型,从输水时间、顶支孔流量分布及流场特性等方面进行多种方案的计算和对比分析,得出最优的输水系统设计方案,较大地改善了闸室底部顶支孔的流量分布特性和闸室流态,使灌水过程中无明显的横比降和纵比降,为游艇船闸输水系统的设计提供了理论支撑。     

顺直分汊河段洲尾船闸的口门区三维流态数值模拟

顺直分汊河段汇流区水流情况较为复杂，将船闸口门区布置在汇流口河中水流掺混区，存在水流流态紊乱等碍航问题，不利于船闸的通航安全。为充分认识洲尾船闸口门区水流流态特性，采用Mike 3FM模块三维水流数值模拟技术，针对沅水下游已建桃源枢纽船闸口门区的三维水流流态进行研究，得到了分汊河道洲尾船闸口门区中洪水期下泄水流平面流态分布特性，交汇水流的主流带、掺混区及动力轴线的规律等，为分汊河段河中布置新建船闸以及旧有船闸的设计和升级改造提供了相关理论基础。     

水利枢纽通航水流条件研究综述

对水利枢纽船闸引航道及口门区通航水流条件进行研究,阐述了引航道非恒定流及口门区斜向流等不利流态的形成、影响因素及船舶安全航行要求的限值。归纳、总结了相应的工程和非工程改善措施,最后提出了进一步研究的问题。     

蚌埠复线船闸水工模型试验研究

为了了解淮河蚌埠新、老船闸同时运行时，上、下游引航道靠近闸首范围内的水流流态分布规律、新船闸输水系统水力试验情况、闸室灌（泄）水过程中闸室内停泊船只安全状况等内容，通过船闸水工模型试验，观察引航道闸首范围内纵、横向水流流速分布，评价对船舶运行安全的影响，并提出消除不利影响的措施；针对最高、最低通航水位及最大水级组合条件下输水系统水力流态、消能、闸阀开启方式等试验，提出输水系统优化设计方案及运行方案；结合闸室内水流流态，试验惯性超高、超降水头，并进行安全评价，同时提出消除对安全不利影响的措施。     

气囊平移、浮吊整体吊运沉箱下水工艺应用

叙述了气囊平移、浮吊整体吊运沉箱下水施工工艺的方案设计和实施及给工程施工带来的经济效益。     

椭圆沉箱浮游稳定的计算法

在矩形箱格的矩形沉箱和扇形箱格之圆形沉箱的浮游稳定计算原理的基础上,对两种类型椭圆沉箱两端半圆段内不同几何形状的箱格之自身对称轴的惯性矩,经图形转轴公式和平行移动公式转换,并经数学推导得到对椭圆形沉箱纵向形心轴平行的箱格自身形心轴的惯性矩i及其之和Σi的计算式,从而解决了椭圆形沉箱浮游稳定计算的问题。     

Measurement of wave coherence properties using spaceborne synthetic aperture radar

There has been considerable recent interest in assessing the feasibility of constructing very large offshore structures with linear dimensions of over a kilometer. The climatology of very long ocean surface wave fields which might resonate with such structures fall outside the experience of conventional maritime design. Of particular importance are properties of wave coherence, i.e. wave groupiness and wave crest length. Spaceborne synthetic aperture radars produce high-resolution wave images over swaths 100 km wide or larger. In this paper, we review the theory of wave imaging by synthetic aperture radar, describe techniques to objectively measure the properties of wave groupiness and crest length, and apply these techniques to synthetic aperture radar images in the vicinity of hurricanes. We show that wave groupiness and wave long-crestedness are more prevalent than one might expect purely on the basis of the associated ocean wave spectrum.     

海底介质模型及其声能透入机理研究

海底建模是海洋声探测及海洋混响研究的重要课题.文章用Biot多孔介质、粘弹性介质和液态介质三种海底模型对声波在海底的反射和透射进行了理论计算分析,具体讨论了纵波、快纵波、剪切波以及慢纵波对声透射的贡献,并对三种海底模型中纵波、剪切波的反射、透射进行了比较,得到对声学问题海底建模有实际意义的结果.     

光滑明渠非恒定流量变化规律研究

建立了一套高精度的明渠非恒定流试验系统,并通过40组水槽试验研究光滑明渠内连续非恒定流传播过程中的流量变化规律。试验表明:1)非恒定流在传播过程中,当周期较长时,出口处的波峰流量趋近于进口处最大流量Qmax,波谷流量趋近于进口处最小流量Qmin;2)周期较小时,出口处的波峰、波谷流量均趋近于进口处的平均流量Q;3)在非恒定流传播过程中平均流量Q沿程保持不变。通过对40组试验结果分析,得到了明渠非恒定流传播时波峰流量Qmax及波谷流量Qmin的计算公式,相关分析表明两式均具有较好的精度。     

枢纽下游泄水波传递及对船队航行影响研究

根据已建枢纽非均匀下泄水流的调度和实测资料,采用二维水流数学模型研究模式,结合水流对船舶的阻力计算,研究了泄水渡传递运动规律和对上行船舶的阻滞作用.研究表明:泄水波波锋处产生的附加水面比降和流速与泄水波产生前水面比降和流量以及枢纽下泄流量方式有关,泄水渡传递速度呈沿程递减、波峰逐渐坦化规律.通过对碍航河段采取工程措施减小水流流速以及减小枢纽泄流变化幅度、延长流量增加的调度时间等方法,可减小泄水波尺度,削弱水流对行船的阻滞作用,有效改善船舶上滩条件.     

局部气垫双体船波浪谱反演方法研究

为了使局部气垫双体船在航行过程中能时刻感知海况来调节气垫气流量,分析对比了从海浪波高信号反推出海浪谱的4种方法,从而为选取出气垫控制系统内反演波浪谱提供最优控制算法。通过已知海浪谱的波浪,将反演出的海浪谱与已知谱对比,寻找出最优算法。最终表明Welch法的结果较理想,可达到工程应用精度。     

基于摇板式造波机的无反射造波仿真

在海洋工程水池试验中,造波机与模型之间的二次波浪反射严重影响试验结果的准确性和可靠性。在势流理论的基础上,采用边界元法建立了二维线性数值波浪水池。通过数值模拟结果与解析解的比较,证实该数值波浪水池的适用性。采用全相位频谱分析方法作为水动力反馈,对入射和反射波进行分离,以分离的反射波信号控制摇板运动以达到吸收二次反射波浪的目的。在此基础上,对摇板式造波机在数值波浪水池中进行了无反射造波仿真试验。仿真结果表明,采用无反射造波后,能有效减弱波浪的二次反射。     

液舱晃荡与FPSO波浪运动相互耦合时域分析

浮式生产储油轮（FPSO）长期在外海作业,其液舱晃荡现象始终存在。文中对船体外流场采用非线性势流理论,对液舱内流场采用线性势流理论,应用脉冲响应函数法,基于法国船级社（BV）的综合性水动力分析软件HOMER,计算了FPSO在考虑液舱晃荡作用下的时域运动响应,并对晃荡压强进行对比分析。结果表明：液舱晃荡对FPSO运动具有一定的影响,且该影响在迎浪船舷的运动上更为明显,同时迎浪船舷液舱晃荡产生的压强也更大。     

斜向规则波与单列桩的相互作用

文章讨论了斜向入射波与桩列相互作用。根据流体通过孔隙结构传递波角小于入射波角以及压力和体积速度连续原理,利用波阻抗和桩列的流阻分析,导出反射系数、传递系数和波浪荷载的解析公式。公式内所有参数均是已知的。用文中公式预测结果与其他研究者的正向入射波试验数据对比,理论与试验很好地吻合。