巴塔港防波堤设计方案可行性数值模拟对比研究

本文以改进的Boussinesq方程为理论控制方程,采用MIKE21-BW数值模型对赤道几内亚巴塔港防波堤延长的四种设计方案进行可行性数值模拟对比研究。通过计算4种方案在设计高水位、W向波浪作用下各测点的泊稳波高,为防波堤结构进行优化设计。     

连云港港航道扩建工程防波堤方案研究

分别对连云港港30万吨级航道扩建工程的两种有防波堤方案及无防波堤方案进行了工程前后平面二维潮流泥沙的数值模拟.利用窦国仁悬沙不平衡输沙方程及河床变形方程式,进行了正常天气和台风天气下的航道底部淤积计算,比较分析了3种方案对航道淤积的影响.模拟和计算结果表明,有防波堤方案1在防浪挡沙方面要优于其它两个方案,是较为合理的防波堤布置方式.     

以色列Ashdod港水文波浪特性及防波堤临时防护研究

依托以色列Ashdod港工程项目,分析总结了地中海的水文波浪特点及强浪详细统计数据。根据相关堤头防护物模试验,列举了不同护面块体在各级波况下稳定研究成果,并对比了规范经验公式护面块体稳定重量的计算结果。最后对现场防波堤临时防护结构进行介绍和防护效果总结。     

汕头港广澳港区防波堤布局方案研究

防波堤的建设主要为改善港区泊稳环境,为港区泊位作业提供掩护条件。本文在充分考虑汕头广澳港区现状、规划及自然条件等基础上,根据港区近远期发展需要,研究防波堤布局方案,并结合波浪数学模型试验,验证优化防波堤布局形态,同时就起步工程建设方案进行研究。     

深水防波堤软土地基数值模拟

某深水防波堤为斜坡式结构,水深18～30 m,软土层厚度超过30 m,基础采用部分开挖换填方式,基底保留了10余米原状软土层,地基沉降较大。为准确预计竣工后地基沉降,预留堤顶沉降以满足堤顶高程的设计要求,采用数值方法研究深水防波堤深厚软土地基沉降变形和稳定性。在利用施工期水下地基监测获得的大量实测数据验证数值模型真实可信的基础上,模拟防波堤的开挖和抛填施工及长期沉降全过程,得到各典型断面的最终沉降、施工期沉降和竣工后沉降,可为堤顶预留竣工后沉降及后期防波堤维护提供参考。同时,利用该模型进一步复核了防波堤地基的安全稳定性。     

浮式方箱防波堤的AQWA数值模拟研究

利用AQWA数模软件,针对规则波和不规则波作用时浮式方箱防波堤的透射效果进行研究,试验表明:浮式方箱防波堤的透射系数随水深变化不大,消波效果较好;与传统防波堤相比,浮式方箱防波堤在水深增大后工程造价的增量有限.本研究可为浮式方箱防波堤的设计和应用提供参考.     

滨州港规划方案水动力数值模拟研究及其对黄骅港的影响

在滨州港海域水沙环境分析的基础上,采用数学模型对滨州港规划方案水动力变化、泥沙淤积等进行研究,分析滨州港规划方案对黄骅港海洋动力和泥沙环境的影响。研究结果表明：规划方案的实施未改变大范围海域潮流运动规律,外海涨落潮潮流主向仍为东西向,至近岸转为与等深线基本垂直;滨州港规划方案使得黄骅港外航道内和以北、以及黄骅港和滨州港两港之间区域,涨、落潮时段潮流矢量普遍发生逆时针偏转,潮流向与黄骅港航道轴线方向夹角减小,涨、落急时刻黄骅港航道流速变化很小,对航道基本没有影响;工程后,该海域的波浪场仅在滨州港港岛周围发生了变化,对黄骅港航道及其周围的波浪场没有影响;滨州港规划方案引起滨州港港岛周围含沙量场发生变化,对黄骅港航道含沙量场没有产生影响;黄骅港、滨州港海区泥沙的净输移方向应该是由南向北、由近岸向外海输移方向,滨州港的规划方案遏制了部分泥沙来源,对减少黄骅港外航道泥沙淤积有利。综合分析认为：滨州港规划方案对黄骅港海洋动力和泥沙环境无不利影响。     

一种新型浮式防波堤的数值模拟研究

针对一种适合于救助打捞、工程临时防护等应急防浪情况的新型应急浮式防波堤,本文应用Ansys Workbench软件和AQWA Graphical Supervisor(AGS)图像后处理软件,建立三维数值模型,模拟了新型应急浮式防波堤在规则波作用下的运动过程,探讨了波陡H/L及相对吃水深度D/d对新型应急浮式防波堤透射系数的影响,此外还对防波堤的稳定性进行了分析。研究结果表明,波陡是影响新型应急浮式防波堤透射系数的重要因素,波陡越大,透射系数也越大,而相对吃水深度对透射系数有影响,但影响较小。     

潮流数值模拟中透空式防波堤处理方法研究

透空式防波堤利用上部结构的挡浪板实现挡浪消波,为港区提供良好的泊稳条件,桩基和挡浪板部分入水会改变建筑物局部水域的水动力特性。在有透空式防波堤的海域进行二维潮流数值模拟时,分别利用了等流量法和等效阻力法对挡浪板进行概化,将挡浪板对水流的阻碍作用等效为通过改变地形和当量糙率来模拟对水流的影响;研究分析了透空式防波堤概化处理后,挡浪板对周围水域的水动力特性的影响。结果表明两种方法均能模拟出挡浪板的阻水效果,其中等效阻力法物理概念清晰,模拟结果更符合实际规律。     

幕墙式防波堤水动力特性的数值模拟研究

基于CFD开源程序库OpenFOAM,采用不可压缩粘性两相流模型,以VOF方法捕捉自由面,利用速度入口边界造波法造波,通过添加松弛因子的方式消波,建立二维数值波浪水槽,模拟分析幕墙式防波堤的水动力特性。利用物理模型试验数据,验证数值模拟结果的可靠性。数值算例表明:当消浪室相对宽度为0.08～0.10,下垂板相对吃水深度为0.09～0.12时,幕墙式防波堤消浪效果最好;下垂板底角的方向对消浪效果影响较小,但对下垂板受力影响较大,综合考虑消浪效果与波浪力,推荐下垂板底角位于右下端;下垂板周围存在明显的涡旋,能够有效耗散入射波能量。文章所建立的二维数值模型可以有效模拟波浪与幕墙式防波堤的相互作用,为工程优化设计提供科学指导。     

双浮筒式防波堤翻身过程数值模拟

为模拟双浮筒式防波堤的翻身过程,本文以某结构的双浮筒式防波堤为例,采用Maxsurf软件对双浮筒式防波堤进行建模,采用Hydromax软件对防波堤在单个浮筒中加注不同水深时的翻身过程进行了数值模拟,并对结果进行了分析,为该型防波堤的安装及类似防波堤的安装提供了科学的指导。     

透空式防波堤透浪的数值模拟

基于FLUENT求解器,以N-S方程为控制方程,采用动量源方法及追踪自由面的VOF方法,建立了同时具有造波和消波功能的数值波浪水槽。利用该数值水槽对透空堤的透浪、越浪问题进行数值模拟,并与物理模型试验进行比较,结果表明:数值模拟能较好地复演防波堤越浪、透浪过程。     

透空式双排圆筒防波堤消波性能数值模拟研究

双排圆筒防波堤是一种新型透空式防波结构,具有结构形式简单、利于水体交换、生态环境友好等优势,适用于软土地基海域的后方防护。双排圆筒防波堤利用前排桩、后排桩和后排挡浪板形成复杂的波浪掩护作用。为了研究该新型防波堤结构的消波性能,采用开源计算流体力学软件OpenFOAM,建立基于有限体积法和VOF模型的三维数值波浪水槽,开展了不同布置情况工况下的数值模拟。模拟结果表明,双排圆筒的消波性能受到前后排间距、前排圆筒间距等布置参数影响,模拟工况双排圆筒消波率在34%～50%。     

枸杞岛防波堤工程数值模拟及泥沙回淤研究

岛屿附近海域水动力和泥沙运动规律以及工程实施后引起的变化都具有复杂性和独特性。文章通过建立多重嵌套式二维潮流泥沙数学模型,对枸杞岛拟建防波堤工程所引起的潮流场、含沙量场以及海床冲淤变化进行了分析和预测。研究表明,拟建工程没有改变大范围海区的水沙环境,仅会引起岛屿周边水动力的减弱,海床演变以淤积作用为主,淤积强度在0.1~0.3 m/a。     

浮式防波堤消浪特性数值模拟与物理模型试验研究

近年来,随着我国环保意识不断的增强,海洋环境问题日益受到关注,工程实施往往要兼具生态、景观等问题,因此浮式防波堤越来越得到人们的重视和认可,主要应用在渔业养殖、游艇码头等工程。本文通过物理模型试验和基于势流理论的数学模型两种手段,针对几种不同结构形式的浮堤进行了初步研究,探讨结构形式、水深、波浪周期对浮式防波堤消性能的影响。研究结果表明:在结构不很复杂的情况下,数值模拟计算结果与物理模型较为接近,可作为前期方案论证和比选阶段的主要研究手段;浮式防波堤的消波性能均随着波浪周期的增大而逐渐降低,经过优化后带有水平板的结构消波效果更好,当波浪周期为5s时,消波系数为26%;但当波浪周期增大到9 s后,消浪效果不理想,为8%。     

防波堤抛石挤淤过程的数值模拟分析

利用抛石挤淤理论拟定烟台港海阳港区防波堤一期工程的挤淤深度,宽度以及隆起高度尺寸参数,采用Geo-Slope边坡软件对形成堤体模拟分析,结合施工后的钻孔触探结果,验证了数值模拟计算的方法很好的适用于浅层淤泥的抛石挤淤工程。     

U型防波堤与波浪相互作用的数值模拟

半淹没式固定U型防波堤,通过在自由水面附近设置挡浪结构增加能量耗散而达到降低港内波浪的目的;为了减小U型防波堤波浪反射,在其左侧设置成可渗透型沉箱。本文基于Navier-Stokes方程,采用k-ε模型封闭雷诺方程,以spatially-averaged方程作为孔隙流的控制方程,用VOF方法跟踪自由表面,建立了波浪与建筑物相互作用的数学模型,采用该模型模拟了规则波入射时波浪与可渗透型U型防波堤的相互作用,针对不同尺寸U型防波堤,进一步讨论了U型防波堤对波浪传播中反射和透射的影响。     

浮式防波堤拖航阻力数值模拟与试验

对一种圆筒型的浮式防波堤进行介绍,在此基础上对拖航阻力的数值模拟方法以及模型试验的过程进行阐述。通过数值模拟与模型试验的方法对这种圆筒型浮式防波堤的拖航过程中的拖航阻力进行较为透彻的研究,分别分析这2种方法下圆筒型浮式防波堤随着航速增加拖航阻力的变化情况。为更好地分析2种方法下的拖航阻力情况,圆筒型浮式防波堤在2种方法下的缩尺比例相同。通过对圆筒型浮式防波堤拖航阻力的数值模拟结果与模型试验结果进行对比,可以得出浮式防波堤拖航阻力的数值模拟与模型试验之间的差距,为浮式防波堤实际的拖航工程提供更为可靠的依据,以此来保证拖航过程的经济、安全。     

汕头港广澳防波堤总平面布置及口门方案优化设计

结合数学、物理模型试验等相关研究成果,从规划布局、掩护效果、建设时序、初期投资、可持续发展等角度对汕头港广澳港区防波堤工程总平面布置,尤其是口门布置方案进行了比对分析研究与优化设计,供业内同行参考。     

多体浮式防波堤消波特性数值模拟

多体浮式防波堤消波特性是决定其应用价值的重要因素,基于三维势流理论,通过使用Ansys Workbench软件和AQWA Graphical Supervisor(AGS)图像后处理软件,对多体浮式防波堤在不同入射角和浮筒吃水深度下的消波效果展开研究。结果表明,在入射角度为90°时,多浮筒浮式防波堤能够最大程度地消减波浪。同时,透射系数随吃水深度的增加而不断减小,但结构稳定性会下降。因此,实际工程中应尽量保证浮式防波堤的迎浪面与波浪的来波方向垂直,这样可以获得较好的消波效果,同时应尽量避免选择吃水深度过大的浮式防波堤。