涌浪条件下斜坡式防波堤堤脚块石稳定性

海外港口工程大部分位于以涌浪为主的海域,防波堤在涌浪作用下的稳定性尚未得到全面认识。对于斜坡堤,除了护面对其稳定性至关重要外,堤脚对其稳定性也很重要。以某一具体港口防波堤工程为例,通过波浪断面和局部整体物理模型试验,对涌浪作用下斜坡堤堤脚块石的稳定性进行了研究。根据试验结果,对比正向和斜向波浪作用下斜坡堤堤脚块石的稳定性结果,重点分析了斜向波浪作用下斜坡堤堤头圆弧段堤脚块石发生破坏的原因及其随入射波浪周期和水位的变化关系,并对原方案堤脚进行了优化。     

深水铺管海域涌浪谱峰周期测试技术研究

深水海底管道铺设中,长周期涌浪频率与深水铺管船振动频率接近,易引发结构物与海上涌浪的耦合共振,导致工程风险甚至引起海上事故。文章提出了一种基于双目立体视觉原理的海上长周期涌浪谱峰周期现场测试方法,并针对我国某海域的深水长周期涌浪进行了海上测试,为铺管海域涌浪谱峰周期监测提供了新的方法与借鉴。     

考虑湖盆摩阻效应的川藏铁路冰碛堰塞湖地震涌浪及溃决风险分析

川藏铁路沿线存在着众多冰碛堰塞湖,且大部分位于高烈度地震区,堰塞湖溃决洪水成为对线路方案起控制作用的灾害类型,而地震涌浪是导致冰湖溃决的主要诱因之一。目前湖泊地震涌浪计算公式一般忽略湖盆的摩阻效应,对水深较浅且糙率大的冰碛堰塞湖而言,计算值偏小。鉴此,通过开展不同水深、不同地震峰值加速度、不同糙率的振动台造波模型实验,研究湖盆摩阻效应对地震涌浪的影响。根据实验结果,建立考虑摩阻效应的地震涌浪计算公式,并利用漫溢型溃决临界水文条件提出了冰湖溃决判据;最后以川藏铁路帕隆藏布流域为例进行应用说明,从而建立一种与选线原则方案确定阶段精度要求相匹配的冰碛堰塞湖地震涌浪溃决风险评估方法。本文公式考虑湖盆摩阻效应,适用于水深较浅的冰碛堰塞湖,尤其是在大震强震情况下,其计算结果偏安全。     

涌浪作用下岛式防波堤堤顶高程设计

岛式防波相对于常规的接岸式防波堤结构,其功能更为简单明确,即为单个码头提供掩护。在考虑到工程的整体经济效益,满足其特定使用功能的前提下,岛式防波堤堤顶高程设计标准可适当降低。基于实际工程项目,采用欧标计算防波堤堤顶越浪量及防波堤堤后有效传递波高。根据越浪量及有效传递波高的控制要求,确定岛式防波堤堤顶高程,并通过物理模型试验对岛式防波堤堤顶设计高程进行验证。     

东海涌浪环境下大型起重船吊装组块耦合运动响应数值模拟研究

我国东海海洋环境复杂,经常出现小波高、长周期的涌浪.长周期涌对系泊大型起重船吊装海洋平台上部组块影响比较大,尽管涌的波高较小,但是,吊物组块运动幅度明显比同等波高海况时的要大,严重影响了海洋平台的安装施工效率和进度,甚至威胁作业安全.本文采用水动力势流软件,建立系泊-大型起重船(包括吊臂)-索具-大型组块吊物的耦合运动模型,研究复杂涌浪环境下耦合系统运动响应特性及其机理,并开展了参数敏感性分析,讨论对耦合响应影响因素.最后,对东海涌浪情况下起重安装施工,提出了降低吊装组块运动响应的建议措施.     

西非海域FPSO多点系泊系统的疲劳寿命分析

文章首先采用三维频域理论分析西非海域FPSO的水动力性能,得到船体各自由度的运动响应,慢漂载荷,附加质量和势流阻尼等;随后,利用分块法将波浪散点图离散为若干个海况,基于准动态方法对多点系泊系统进行分析,得到各海况下船体的漂移和各系泊缆的张力;最后,结合前两步的计算结果,采用T-N曲线,雨流计数和Miner线性累计损伤理论对系泊缆的疲劳寿命进行预报。研究结果表明,各系泊缆的疲劳寿命沿长度方向的分布趋势基本一致,锚链顶端和触底部分的疲劳寿命较短。此外,西非海域的涌浪对系泊缆的疲劳损伤较大,系泊设计时应予以重点关注。     

“擦亮心中那盏航标灯”——桂山岛上的航标小伙何伟生

＂马上要登岛,请大家坐稳扶好。＂何伟生一边盯着登陆点,一边提示身边的同事注意安全。由于蚊尾洲岛全是石头,没有任何可以靠泊的滩涂,只能依靠涌浪让快艇慢慢靠近岛上礁石实现登岛。一个涌浪过来,把快艇推到礁石边缘,何伟生把握时机,纵身一跃跳了上去,迅速把缆绳系在了石头上。顺利登岛,卸下航标器材,何伟生和同事们开始了对珠江口最外围这座蚊尾洲灯塔的巡检维护。像这样外海作业,维护航标,已经成为这位年轻的85后航标站长工作生活的一部分。     

水动推进力及其应用

考虑到三维效应和重力影响,提出研究设置导流槽的船底在水面滑行激起的流场以及作用在槽和船底浸湿面上的水动力。该导流槽的顶部曲面前低后高,对船底基面形成倾角。运用严谨的数学物理方法解决问题,求得描绘三维流场状况的解析函数．由此获得船艇前进时出现在槽顶部曲面上推船艇前进的水动推进力和向上的水动升力定量值的解析表述式。将船底浸湿面设计成设置导流槽的外形,建成实船试航,通过卫星跟踪的GPS系统实测获得的数据证明了水动推进力的存在,且它随着航速的提高而迅速增大,于是船速以及稳定性、安全性均得以犬,幅提高。实船设计时,可通过合理调整表述式中的物理参数,设计建造整体性能远优于常规船艇的实船。     

水流动力条件下滑坡涌浪初始波浪特征研究*

借助水流动力条件下弯道浅水区三维散体岩质滑坡涌浪模型试验系统,研究水流动力条件下滑坡涌浪的初始涌浪基本特征和首浪高度的确定方法。根据物理模型试验观测资料,统计计算得到初始涌浪的最大波高、最大周期、有效波高、有效周期及波陡特征值;分析滑坡倾角、滑坡方量、河道水深、水流流速对首浪高度的影响;采用无量纲及多元回归分析方法,给出首浪高度的计算公式。采用长江新滩滑坡涌浪实测资料,将本文给出的首浪高度计算公式与Noda公式、Slingerland公式、潘家铮公式、殷坤龙公式、中国水利水电科学研究院公式进行对比,表明本文公式计算值与实测值相差最小。     

河道型水库滑坡涌浪安全评估系统设计与实现

山区河道型库岸滑坡及其产生的涌浪给库区航运、旅游、生产生活以及人员财产造成巨大威胁和损害。以三峡库区万州段为研究范围,基于Arc GIS Engine和Skyline等专业软件,在山区河道型水库滑坡涌浪安全评估系统整体设计的基础上,详细分析了初始涌浪高度、涌浪传播与衰减系数、固流能量交换系数、涌浪爬高、横摇角度以及涌浪安全评估等核心功能的实现流程、实现算法及具体操作。该系统不但能快速计算出滑坡产生后某特定网格单元的涌浪特征值,而且能通过系统的批量计算模拟得到研究区河段范围内所有网格单元的涌浪特征值分布情况。研究成果可为滑坡涌浪灾害空间预警及航道安全评价与管理等提供可视化分析平台。