岛礁地形上二维波浪传播的数值模拟

波浪在岛礁地形上传播的重要特征之一是波浪的破碎,为了研究近岸岛礁地形下波浪传播特性,本文采用基于Boussinesq方程的FUNWAVE1.0模型,对于二维岛礁地形上波浪的传播过程进行了数值计算,通过数值计算结果与物模实验结果的对比分析,研究了数值计算模型中波浪破碎模拟参数的取值,研究结果可为实际工程波浪破碎过程的模拟分析提供参考。     

远海岛礁近岸波浪观测技术比选

概述近岸海域波浪观测有关规定和常用观测技术,阐述远海岛礁近岸海区地形特点和环境条件。在此基础上,对适用于远海岛礁近岸海域的波浪观测技术进行比选,并开展现场观测工作,为岛礁工程建设和生态保护等领域提供可靠基础数据。     

粤东大亚湾水沙环境及岸滩演变分析

根据现场实测水文泥沙及地形资料,对大亚湾海域的自然条件、水沙环境特征及岸滩演变特征进行分析,研究结果表明：大亚湾潮差较小,波浪和潮流动力弱,水体含沙量较低,泥沙来源有限,主要来自近岸附近滩面就地搬运的少量泥沙。湾内底质多为黏土质粉砂,呈现淤积质海岸的沉积特点。因此大亚湾海域水清沙少,自然状态下海床长期保持稳定。近期受港口航道建设、围填海等人类活动的影响,部分海床地形出现较大幅度的冲淤变化。湾内港池、航道疏浚开挖后航槽稳定,回淤强度较小。正确认识该海域的水动力条件、泥沙运移及海床冲淤变化,不仅是开展海岸工程开发建设的关键技术问题,也有利于近岸海洋环境保护及资源开发利用。     

长周期波浪在礁盘陡变地形上的变形研究

随着岛礁工程建设的发展,长周期波浪在岛礁地形上变形研究有非常重要的现实意义。以马尔代夫机场岛近岸礁盘地形为研究背景,通过格林法则、椭圆余弦波等理论方法对波浪浅水变形进行计算,利用断面物理模型试验进行对比分析;开展岛礁地形的整体物理模型试验,研究长周期波浪在岛礁地形上的变形,分析岛礁地形上的波高增大系数。     

刘公岛岸滩整治方案数值模拟

利用MIKE21二维水动力模型,在刘公岛南部东村沿岸附近海域开展了海洋水动力环境和冲淤数值模拟研究。结合关注海域潮位潮流的模拟结果,在刘公岛南部东村沿岸设计了3个丁坝工况。地形地貌的冲淤数值模拟结果表明,设计方案减小了近岸潮流,有效减缓了丁坝之间的水动力能量,防冲刷效果明显,基本形成了促淤态势,能够有效防止沙滩冲刷和岸线侵蚀。该设计方案可为刘公岛南部海域岸滩整治修复工作提供技术支持。     

Ochi-Hubble双峰谱在近岛礁海域的适用性研究

从深水区域传播到近岛礁区域的波浪,由于复杂的珊瑚礁地形地貌,波浪谱的特征与深远海有很大差别。论文以西沙某岛礁泻湖内区域的台风波浪谱实测资料为基础,对常用的Ochi-Hubble谱在近岛礁海域的适用性进行评估,考察近岛礁双峰谱影响参数的变化特性,获得混合浪风浪和涌浪成分的参数拟合式,为后续南海近岛礁海域波浪谱特征的准确描述奠定基础。     

受损船水动力性能研究现状

船舶受损后,其水动力性能将严重恶化,同样海况下,难以像完整船舶一样正常航行。为了提高人员财产安全和减少水域污染,国内外十分重视受损船水动力性能研究。随着船舶水动力学科及其相关数值和实验技术的进步,受损船水动力研究已成为当前船舶水动力学领域的前沿热点课题之一。本文主要对近十几年来国内外受损船水动力性能——操纵性、耐波性的研究现状进行评述,介绍受损船水动力前沿的研究内容,并基于国内外受损船水动力研究现状的分析,提出我国在研究受损船水动力方面存在的问题及其今后研究的建议。     

滨海沙滩冲淤稳定性的数值模拟研究

近几年海洋风暴活动频繁,伴随着人类不合理的海岸工程造成的影响,部分海岸沙滩侵蚀严重,研究海岸沙滩侵蚀机制成为当前海岸工程科学的前沿性问题。本文以日照万平口沙滩为研究对象,根据实测水深地形数据及相关水文气象资料,搭建研究海域处纯潮流作用、波生流作用、单向波流耦合作用、双向波流耦合作用下的泥沙冲淤数值模型,研究不同水动力环境对近岸沙滩稳定性的影响,得出近岸海域受潮流和波浪的共同作用产生泥沙输移。     

基于缓坡方程在岛礁地形上波浪破碎的模拟研究

波浪从深海传至近岸岛礁时,一般需要经过落差较大的礁坪边缘,水深急剧变化,导致波浪在传播过程中发生破碎,因此准确模拟波浪的破碎过程以及破碎后的波高大小,对于岛礁海岸工程建设具有重要的意义。缓坡方程是描述近岸波浪传播变形较好的数值模型之一,文章在采用自适应有限元求解缓坡方程所建立的数值计算模型的基础上,引入描述波浪破碎的模型,建立可以描述波浪破碎影响的近岸波浪数值模型。基于二维岛礁地形上的波浪实验,比较分析了4种不同的波浪破碎能量损失因子,给出了适合于岛礁地形条件下波浪传播破碎模拟的模型。     

岛礁地形下半潜平台水动力性能研究

文章基于一岛礁实地的地形数据,针对该地形下的半潜式平台进行了水动力及运动响应分析,重点研究了岛礁地形对平台运动响应的影响,并结合模型试验结果进行了对比分析。结果表明应用目前常用的以线性波浪理论为基础的数值方法,通过引入对地形与平台之间的绕射与辐射水动力的干扰计算,可以对岛礁地形下的半潜平台进行水动力和运动分析。研究所得到的岛礁条件下的平台运动响应结果与模型试验值对比较为吻合。     

嘉兴独山港近岸海域水文泥沙测验数据分析

本文基于2018年4月24日至5月1日期间嘉兴独山港近岸海域的大、中、小三个代表潮的全潮水文泥沙测验数据,探讨独山港区的水文泥沙特征,为相关的工程建设和研究工作提供必要的水动力条件基础认识。     

基于数值模拟的盐灶河口污染物治理方案

本文根据盐灶河口附近的实测资料,采用MIKE21平面二维潮流数学模型与污染物扩散模型对三亚盐灶河口及近岸海域水动力条件及污染物的扩散进行数值模拟研究。分析了盐灶河水动力,污染物扩散情况。结果表明,由于河道内存在持续排放及支流输送的污染源,在现有水动力条件下,污染物无法随潮流完全扩散。在采取引入海水的治理措施后,污染物在潮流和径流的共同作用下扩散,水质达到标准。     

粘弹性流体作用下的船舶水动力特性研究

为了提高船舶、潜艇的航运性能,降低高速行进过程中的海水阻力,国内外对船舶的水动力特性研究和船型设计投入了大量的精力。粘弹性流体是一种介于粘性流体和弹性固体之间的流体,具有粘性和弹性2种特征,研究粘弹性流体下的船舶水动力特性可以模拟船舶在极端海洋气象条件下的水动力特性,对改善船型设计、提高船舶水动力性能有重要的作用。本文利用计算流体力学CFD技术和数值模拟软件Fluent,完成了船舶在粘弹性流体作用下的水动力仿真,并结合CFD计算软件Open FOAM对船舶在粘弹性流体的动力学特性进行分析,并完成基于Fluent的船舶水动力仿真。     

风浪环境下的岛礁超大浮体水弹性响应分析

在近岛礁和近岸复杂地形环境中,超大型浮式结构物(VLFS)的设计和部署需要解决极端波浪环境下的水弹性响应问题,而台风是引发南海极端波浪的主要原因。本文采用一种多重网格技术来计算岛礁泻湖内的海浪参数,计算结果得到了岛礁实测波浪数据的验证。同时计算了两次台风过境时泻湖内的非均匀波浪参数,作为VLFS水弹性响应分析的入射波条件,将两种极限波浪环境下的VLFS模块运动和连接器载荷进行了对比,可为近岛礁VLFS的结构安全设计与优化提供参考。     

厦门双鱼岛游艇码头潮流泥沙数学模型试验研究

文章围绕厦门双鱼岛游艇码头工程方案有关潮流泥沙问题进行了研究。收集并分析了工程附近水域的自然条件,掌握了工程海域水动力及泥沙运动特点和海床冲淤演变特征,在此基础上使用二维潮流泥沙数学模型对开发方案实施后的潮流场、泥沙场、地形冲淤变化开展了数值模拟研究工作。从潮流动力、地形冲淤等方面分析了方案对周边海域水动力的影响。     

30万吨级FPSO波浪诱导载荷研究

应用三维势流理论,以挪威船级社(DNV)的SESAM程序系统作为主要工具,分析研究了一条在西非海域作业的30万吨级浮式生产储油轮(FPSO)的水动力特性,包括船体运动与波浪诱导载荷的规律,给出了该轮主要截面上波浪诱导载荷的长期预报计算结果.     

广州港南沙港区规划实施对海洋环境的影响分析

从水动力条件、水环境和近岸生态系统3个方面分析了南沙港区规划实施对海洋环境的影响。采用二维潮流数学模型预测规划方案对水动力条件的影响,结果表明,规划方案顺应海域潮流特征,不会引起水动力条件发生明显变化;港区日污水发生量远小于规划区域水环境承载力,且港区周围规划建设市政污水处理厂,规划实施对水环境影响有限;在采纳人工增殖放流、限制施工时间、适当调整规划等保护建议条件下,规划实施对黄唇鱼市级自然保护区、大虎岛自然景观与咸淡水鱼类产卵场保护区、坦头红树林及沙尾滨海湿地等生态敏感区的影响在可接受范围内。     

伶仃洋航道整治工程水动力影响研究

本文基于国际上通用的三维数学模型,建立珠江河口区三维水动力数学模型,研究珠江河口的水动力特性。模型计算值与实测值吻合较好,可以很好地模拟伶仃洋海域水动力机制。在已验证好的模型的基础上,开展了伶仃洋航道整治工程影响分析研究,为类似航道整治工程建设提供了参考。     

大连新港潮流场整治模型试验研究

在分析大孤山矶头海岸水动力特性基础上,通过物理模型试验研究了大连新港海域潮流场整治工程措施。结果表明,受大孤山矶头岬角大范围地形影响,涨憩时回流一直存在,只能通过工程措施调整回流区的位置;近岸回填边界对回流区的位置调整影响显著。从工程区涨落潮流场、码头前沿横流大小等方面比选了工程方案,建议该类海岸流场整治工程应以归顺岸线工程为主,辅以其他相关工程。试验成果为设计方案的选取提供了科学依据。     

温州浅滩围垦工程对周围海域盐度分布和水质的影响

在收集春季瓯江口海域附近的入海污染源位置和污染源源强等数据资料的基础上,主要考虑海水中溶解态无机氮（DIN）、溶解态无机磷（DIP）和叶绿素a的含量,利用MIKE21模型,考虑水体斜压,对温州浅滩围垦工程前后周围海域水环境的水动力和水质进行了耦合数值模拟。研究结果表明：工程并不会大范围改变瓯江口海域的水动力特征,影响主要集中在河口附近,体现在北口区域的流速有所增加、南口区域近河口处流速有所减小;同时,围垦工程导致北口潮流加大、盐度值略有增加;工程实施后不会对周围海域水质造成大范围改变,但是对局部海域水质的确有一定的影响,近河口处海域的营养盐浓度和叶绿素a含量都呈现上升趋势,局部区域富营养化一定程度上有所加重。