双色波激发细长港内低频振荡的物理试验研究

通过物理试验研究双色波传入细长港池并激发港池低频振荡,合理的试验布局降低了波浪二次反射对造波机的影响问题。利用快速Fourier变换和小波变换方法分析双色波在港内的幅频响应以及波浪能量的时-频分布情况,并利用小波二阶谱分析港内波浪不同成分之间的非线性相互作用过程。结果表明:当双色波短波频率对应港池不同共振频率时,通过波浪非线性相互作用产生的二阶长波在港内响应幅值不同;短波频率对应港池较低共振频率时,波浪会在港内聚集更多的能量;二阶长波以及高次谐波与双色短波之间呈复杂的非线性能量传递过程。     

曲线公路隧道沿程阻力损失数值模拟

基于不可压缩粘性流体的N—S方程和k—ε两方程湍流模型,采用CFD方法对曲线隧道通风沿程阻力损失进行模拟计算。结果表明:曲线隧道中即增加了摩擦阻力损失也增大局部阻力损失;曲线隧道断面形式和通风速度对沿程阻力系数的影响较小,在距入口600m后沿程阻力系数基本达到稳定,入口段沿程阻力系数偏大;沿程阻力系数随半径的减小逐渐增大,半径较小时,增大尤为明显,并提出了小半径隧道沿程阻力系数的计算方法。     

不规则波浪在陡坡上非线性传播变形的试验研究

通过试验研究了不规则波浪在一陡坡(1:10)上的传播过程中的非线性特征。为达到研究目的,在试验水槽中以JONSWAP谱为靶谱生成了两组随机波浪。试验结果显示,在坡前常水深区域和坡顶,两种波况下波高分布均符合瑞利分布;但是在变浅区域两种波况的波高分布却不尽相同。应用基于小波变换的二阶相位谱来分析波浪在传播过程中的非线性相位耦合特征,结果表明：随着水深的变浅,波浪的非线性逐渐增强并且参与非线性相互耦合的频率成份也越来越多。通过二阶相位谱发现：随着水深的减小,参与最强的非线性相位耦合频率向高频处移动。另外通过傅立叶频谱、二阶谱以及二阶频谱共同分析陡坡上两组波况下低频波浪的演化情况。     

一种波浪增减水的数值研究方法

本文基于Boussinesq方程提出一种计算波浪辐射应力的方法。将模型应用于规则波破碎波浪的物理模型实验,从均方根波高、波浪辐射应力以及波浪增减水三个方面对比模拟结果与实验结果,验证模型的可靠性和实用性。     

波流共同作用下圆形网箱浮架结构应力-变形有限元模拟

作为海水养殖网箱的重要组成部分,浮架系统在网箱抗风浪性能中起重要作用,对其载荷强度和变形特性的研究是决定安全使用的关键。文中基于ANSYS强大的结构建模技术,选用SHELL93单元和网格式四个点锚泊系统,建立简化的圆形网箱浮架结构双浮管有限元FE模型。考虑结构材料弹性模量E,由此得到了浮架双浮管的结构在波流共同作用下的应力分布情况和变形特性。研究成果的取得,旨在探究复杂海况下浮架的承载能力,为浮架结构的设计和安全性评估提供依据。     

规则形状港池共振能量演变

文中采用Boussinesq方程波浪模型模拟了波浪进入两种形状港湾内引起共振时的能量演变过程。分析在港湾的第一自振模态情况下,波浪进入湾内时其响应阶段的成长和耗散阶段的衰减过程都需要一段时间。文中给出一种指数形式的公式来估计港口在共振开始响应和结束衰减所需要的时间。     

不规则波在逆流中的破碎

作者（１９９１）的理论分析和实验研究表明：对于崩波型破碎，合用的临界对波高值（Ｈ／ｄ）ｂ及Ｍｉｃｈｅｌｌ和Ｍｉｃｈｅ的临界波陡值（Ｈ／Ｌ）ｂ可作为规则波的破指标。基于相同的原则，通过系统的分析和实验，规则波的破碎指标可以推广应用于不规则波。     

组合矩形港池振荡特性研究

本文基于缓坡方程有限元模型研究了组合矩形港池的振荡特性,探讨了不同组合方式港池的响应曲线和模态的变化、港口安全评估等问题。结果表明,响应曲线均值可以作为港湾振荡强度的内在指标,但想要合理地评估港湾振荡的实际危害,必须以加权形式考虑当地入射波浪波能的频率分布。     

随机波浪中畸形波的数值模拟

文中采用四阶非线性薛定谔方程模拟了二维JONSWAP谱情况下畸形波的生成。分析了深水畸形波的演化过程。探讨了JONSWAP谱参数对峰度和畸形波生成概率的影响。结果表明Benjamin-Feir指数（BFI）是判断波列不稳定调制是否发生的重要参数;峰度值的空间演化曲线和畸形波生成概率曲线趋势一致,峰度值可以预测畸形波生成概率的大小。在随机波浪场中,谱宽较窄和有效波高较小时,畸形波较容易发生。     

烟大铁路轮渡工程船舶系泊的数值模拟

通过B样条高阶边界元方法对烟大铁路轮渡工程船舶系泊进行了数值模拟研究。数值模拟分析了在不同方向入射波浪,不同承栽情况,不同系缆方式作用下的船舶水动力响应,为码头方案设计提供科学依据。