人工块体替代垫层块石的数值试验研究

针对大垫层块石选料困难和抛填理坡施工难度大、较难控制施工质量及进度的问题,通过水工物理模型试验及数值模拟的手段,对人工块体替代垫层块石可行性进行了初步探究。基于水工试验结论,利用CAD与CFD相结合的方式,建立了符合真实海况的三维防波堤水动力数学模型,并通过波面方程和物理模型试验对其有效性进行了验证。数值试验给出了不同垫层形式对波浪爬高的影响,探讨了护面块体的受力和块体间隙的流场分布。结果表明人工块体作垫层有一定可行性。为进一步探究护面层失稳的动力特征提供了依据,对工程设计中人工块体代替垫层块石的可行性提供参考。     

反射波对奥帆基地港池波浪影响的研究

2008年北京奥运会青岛奥帆基地圆满完成了奥运会的各项比赛任务,在赛后使用过程中发现部分浮泊位发生损坏,文中围绕着奥帆基地港池内波浪,分析五四广场附近的护岸反射波对奥帆基地港池内部波浪条件影响。运用改进的Boussinesq波浪数学模型,通过不同方案模拟结果的对比,分析了五四广场护岸反射产生的波浪对于奥帆中心港池波浪的影响作用,为进一步改善本港池内部泊稳条件的技术方案制定提供指导,也为类似其他工程设计提供参考。     

基于深度神经网络的群桩局部冲刷深度预测

群桩的局部冲刷研究对保障海洋结构基础稳定性至关重要,采用现行规范和经验公式所得到的群桩冲刷深度计算值偏于保守且过于离散。深度神经网络具有很强的非线性映射能力,利用神经网络和学者研究中的试验数据建立深度神经网络模型,进行冲刷深度的预测并对结果进行敏感性分析。分析表明,文章建立的模型冲刷深度预测值与实际试验值拟合效果良好,冲刷深度神经网络模型具有可行性和有效性,可为群桩支撑的海洋工程建筑的填埋深度及后期防护等提供理论依据,具有十分重要的工程意义和理论意义。     

洋浦港区港口陆域填海岸线及航道走向优化中的水动力分析研究

海南洋浦港因扩建需要,规划了2种填海及港口布置方案,其中方案1仅填南浅滩的船厂部分,而方案2在1的基础上又将填海向南、向西填出更大的陆域面积且西部小产礁也将形成填海陆域.文章采用COHEREN-SED模型进行洋浦湾的潮流三维运动模拟.对比分析洋浦港区2个填海陆域规划岸线方案实施后的潮流场计算预测结果,得出方案2为合理方案这一结论.通过与位于本海域的6个潮流站和2个潮位站的对比验证,显示COHEREN-SED的计算结果与实测值较吻合,因此该模型能够用于该海域的潮流场模拟计算.     

基于OpenFOAM的悬沙与运动集矿车相互作用数值模拟研究

近年来，深海采矿越来越成为学术研究的前沿热点问题，其中集矿车对海底环境影响问题是重点研究的内容之一。文章基于计算流体力学工具箱OpenFOAM中的两相流混合模块，分别建立我国研制的第二代集矿车^[1]的二维和三维简化模型，模拟悬浮沉积物在水中的扩散和沉积过程，植入基于浮力项修正的k-ω SST湍流模型实现湍流闭合，并使用任意耦合滑移网格法(ACMI)实现对集矿车长距离位移的模拟，分析了集矿车与水-沉积物两相流相互作用对周围流场结构的影响，以及三维模拟中壁面效应对模拟结果的影响，探究了沉积物羽流扰动机制，为进一步研究集矿车对海底环境影响提供技术支撑。