正负压耦合效应下软基堆载临界高度研究

为探究正负压耦合效应对软基堆载临界高度的影响，依托珠海西部城区某软基处理工程，采用数值模拟的方法，首先对天然软基上堆载高度进行了计算与分析，然后采用稳定性控制指标，设计了不同真空预压时长，探讨其对堆载临界高度的影响。研究结果表明：真空预压时长与堆载临界高度成正相关，前期真空作用对堆载临界高度提升明显，但真空预压5 d后，真空预压时长对堆载临界高度提升并不显著。基于该研究成果，有助于设计与施工单位合理选取堆载时机，节省工期。     

轴向板条对海洋立管涡激振动抑振的数值研究

涡激振动是一种在海洋工程领域普遍存在的流固耦合物理现象,易导致海洋立管等结构物发生疲劳损伤或失稳。本文为抑制涡激振动而提出一种附加轴向板条的方案,采用非定常流体数值计算方法求解分析不同分布形式下的轴向板条对海洋立管涡激振动特性的影响。首先定义轴向板条的分布形式;采用Newmark-β法求解立管双自由度振动方程并编写UDF,计算采用k-ω/SST湍流模型,并结合动网格技术模拟立管的振动过程。研究结果表明,轴向板条对海洋立管具有较好的抑振效果;当轴向板条数目n=20时,流向振动幅度减小78.57%,横向振动幅度减小58.10%。本文研究结果可为海洋结构物涡激振动的抑振提供参考。     

复式断面明渠湍流的统计特征和拟序结构

应用直接数值模拟(DNS)方法，研究了复式断面明渠湍流的一阶和二阶统计特征，分析了湍流拟序结构在复式断面明渠内的分布规律。首先，针对平板边界层湍流问题对数值模拟方法的精度进行了验证；随后，分析了复式断面明渠的主流流速分布、二次环流强度和分布，以及二次环流对主流流速分布的影响，讨论了紊动强度和雷诺剪切应力极值大小和分布特征；最后，再现了复式断面明渠湍流的三维拟序结构，阐述了滩槽结合处典型“发卡”涡结构的特征及其诱发二次环流的机制。     

砂坝潟湖海湾水交换能力的数值模拟研究——以茂名博贺湾为例

茂名博贺湾为典型砂坝潟湖海湾,除湾口深槽外湾内水深普遍较小,海湾水交换条件良好。文章建立了覆盖博贺湾及其附近水域的平面二维潮流数学模型,在对近期实测水文资料验证的基础上,模拟了博贺湾水交换过程及其动力机制,分析了海湾的潮流、纳潮量和水交换特征。模拟结果表明:落潮期间湾内大片浅滩露出水面,在大潮水情下一个全日潮过程中的交换率达到69%,海湾水交换能力较强;博贺港规划实施后,湾内纳潮量减小16.4%,水交换速率在示踪剂投放初期会比现状条件弱一些,但后期水交换情况基本与现状一致。博贺港规划建设对博贺湾水交换能力影响总体较小。     

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。