利用数学模型进行港内长周期波浪风险分析

针对港内长周期波风险问题,使用MIKE 21 BW模型建立了港内波浪传播数学模型。模型的构建使用了白噪谱和天然波况作为入射波浪条件。基于白噪谱的模拟结果,使用数字滤波技术分析了港池固有共振周期,并给出了相应共振周期下的水面高程和能量密度分布;基于天然波况的模拟结果,提取了泊位处的波高时间序列,以30 s为界限,分离出了长周期波。以西非某港为例,探讨了港池的长波风险,模拟结果可作为港池布局的参考依据。     

太湖水动力对悬浮泥沙作用的数值模拟*

湖泊中悬浮物浓度的影响因素主要是水动力条件，研究太湖水动力对水生植物的影响，有利于通过改善水动力条件来改善太湖水生态。采用三维水动力水生态数值模拟软件，建立太湖湖流模型和波浪模型，并经过模型验证；将验证好的湖流和波浪模型结果用于泥沙悬浮物模型的输入条件，计算不同湖流和波浪条件下的太湖冲淤变化和悬浮物浓度值，分析湖流和波浪对悬浮物浓度的影响。结果表明，太湖的水动力驱动作用力主要为风，风速越大，湖中水流和波浪越大，引起的悬浮泥沙浓度越大。利用数学模型可以很好地模拟太湖水流、波浪和泥沙三者之间的关系。     

挖泥船装舱数值模拟

挖泥船在施工过程中大量泥沙不断进入舱内。如果泥沙装舱过程控制不合理,容易造成挖泥船失去平衡,影响施工进度,甚至发生安全问题。同时,船舱出口在向外排水,一部分泥沙跟随水流流出舱外,造成溢流损失。合理安排装舱操作流程是保证施工安全和减少溢流损失的关键。通过采用MIKE 3 HD和MT模型模拟泥沙进入舱内的运动过程,计算分析不同工况下的舱内泥沙分布和装舱容积曲线。结果表明,MIKE 3模型可以很好地模拟泥沙装舱过程,并且计算速度快,可以用于辅助挖泥船施工操作的事先控制。     

施工期天鲸号适应能力分析

天鲸号绞吸式挖泥船在海上进行疏浚作业时,波浪要素需要满足一定条件,才能保证安全施工。为了确定防波堤修建后掩护区的波浪条件是否满足天鲸号的施工要求,采用数学模型计算了某集装箱码头工程在不同节点时防波堤掩护区的波浪条件,对天鲸号挖泥船适应能力进行分析,并给出如果不满足施工要求时防波堤需延伸的长度。结果表明:波浪数值模拟技术可以很好地为挖泥船海上安全作业提供可靠的依据,避免风险。     

基于MIKE 3模型计算航道工程装舱溢流施工流失量

装舱溢流施工后输挖泥沙工程量统计时会包含沉落到航道范围内的泥沙，而落到航道范围外的泥沙无法确定，因此项目验收时根据航道体积计算的输挖工程量会远小于挖泥船实际作业时的工程量。依托盘锦港荣兴港区10万吨级航道工程，采用MIKE 3水动力数值模拟软件，搭建工程区潮流泥沙模型，计算出落到航道范围外的溢流泥沙流失量。结果表明，本方法能计算出整个施工期的装舱溢流施工流失量，对施工方统计实际施工量有重要意义。     

飓风极值波浪数值模拟

飓风浪对于船舶航行、海洋和海岸结构物的安全意义重大,分析工程区设计波要素需要考虑飓风引起的大浪。采用YoungSobey风场模型建立飓风风场,以飓风风场作为第三代波浪模型MIKE 21 SW的驱动场,对发生在大西洋的飓风IRENE引起的飓风浪进行模拟,并将模拟结果与实测浮标数据进行对比。对比结果显示,MIKE 21 SW可以很好地模拟飓风引起的极值波浪要素。     

斧头湖流域治理工程水动力模拟与分析

流域综合治理对于湿地水环境改善、生态恢复具有重要意义，水动力数值模拟是预测修复效果的重要手段。基于斧头湖湖泊形态、水文条件、地形地貌特征与流域治理工程方案，通过MIKE 3建立湖泊流场并进行水动力模拟，对比分析圩垸拆除前后水动力特性及变化情况，预估圩垸拆除对湖泊流场产生的影响，验证工艺流程的合理性，并为全湖水质变化分析提供借鉴。数值模拟方法在流域治理与生态修复工程中的有效应用，可从整体上优化湖泊生态恢复方案。