明基床上开孔沉箱规则波反射系数的试验研究

籍助波浪断面物理模型试验,系统研究了明基床上开孔沉箱在规则波作用下的波浪反射系数与相对基床高度、消浪室相对宽度、相对水深、相对波陡和前墙开孔率等相关影响因素之间的关系,利用多元回归方法,给出了明基床上开孔沉箱反射系数的计算关系式,研究表明消浪室相对宽度bc/L=0.181、相对基床高度hm/L=0.102时明基床开孔沉箱反射系数kr有最小值消浪效果最佳,试验成果对深入探讨开孔沉箱的消浪机理和工程设计及应用具有重要意义。     

明基床上局部开孔沉箱防波堤反射系数的近似计算方法

给出了明基床上局部开孔沉箱防波堤在规则波和不规则波作用下反射系数的近似计算方法。将明基床假定为一直立墙，用匹配特征函数展开法给出计算规则波作用下整体结构反射系数的理论解。利用线性传递函数法得到不规则波作用下开孔沉箱防波堤反射波频谱，得到频率平均的反射系数。将反射系数计算结果与已有研究者的试验结果进行了比较，符合良好。     

开孔率对明基床上开孔沉箱规则波反射系数影响的数值研究

借助数值方法建立波浪水槽,扩大开孔率的取值范围(μ=0.1、0.2、0.3、0.4、0.5,其中0.2和0.4为物理模型试验工况),开展了规则波与可渗明基床上开孔沉箱相互作用的数学模型试验,研究开孔率μ与开孔沉箱前波浪反射系数K_r之间的关系。结果表明:当开孔率μ小于0.2时,随着μ的逐渐增大,K_r逐渐减小,不满足物模试验拟合的经验关系式的趋势;当开孔率μ在0.2与0.4之间时,数模值K_r与物模值K_r吻合良好,满足物模试验拟合的经验关系式的趋势;当开孔率μ大于0.4时,随着μ的逐渐增大,K_r逐渐增大,满足物模试验拟合的经验关系式的趋势。     

明基床上开孔沉箱不规则波水平力试验研究

通过不规则波作用下明基床上开孔沉箱的波浪力物模试验,并综合考虑消浪室相对宽度、相对基床高度、波陡、相对水深、开孔率等影响因素,采用多元回归的方法,拟合给出开孔沉箱所受波浪总垂直力极值时刻对应的总水平力的计算关系式。经对比分析,计算值与试验值吻合良好。     

基于SPH方法双消浪室开孔沉箱数值研究

基于修正光滑粒子法(CSPM)和黎曼解修正后的光滑粒子流体动力学(SPH)方法,建立模拟波浪与开孔沉箱相互作用的数值水槽模型,通过理论解和数值结果对比,验证其准确性。研究消浪室相对宽度B/L、相对波高H/L、相对水深d/L因素对双消浪室开孔沉箱的反射系数K_r以及静水位处所受的波压力p的影响,并对水粒子出入消浪室复杂的过程进行研究。结果表明,在研究工况下,消浪室相对宽度B/L与波压力p呈现非线性关系,反射系数K_r随着消浪室相对宽度B/L增加而减小;相对波高H/L对波压力p和反射系数K_r影响较小;随着相对水深d/L增加,波压力p逐渐减小,反射系数K_r表现为先减小后增大的非线性特征。前消浪室水粒子相对后消浪室运动情况更为剧烈,水平速度较垂直速度变化较大,在开孔位置附近水粒子速度变化明显。     

波浪与开孔沉箱相互作用的CLEAR-VOF数值模拟

文章利用三步有限元方法离散Navier-Stokes方程,并借助CLEAR-VOF方法、大涡模拟方法追踪水体自由表面和模拟湍流效应,建立了二维数值波浪水槽。籍此研究了规则波作用下开孔沉箱的反射率和波浪总水平力,并与物模试验结果和其他学者的数模结果以及工程实例进行了对比,吻合良好,为波浪与开孔沉箱相互作用问题的研究探索了一种新的数值模式。     

采用JADE-SVR方法研究波浪和开孔沉箱相互作用

以往对波浪与开孔沉箱相互作用进行试验研究,通常利用传统多元线性回归方法分析试验数据,拟合回归函数关系式,缺乏保证关系式同时具有良好拟合精度和泛化性能(预测精度)的"策略".为解决这一问题,综合考虑消浪室相对宽度、相对基床高度、波陡、相对水深、开孔率等影响因素,开展不规则波作用下的明基床上开孔沉箱物模试验,同时建立带有外...     

开孔率对开孔板消浪效果影响的数值模拟研究

采用VOF方法,结合k-ε紊流模型建立数值波浪水槽。造波边界采用内源造波法,造波边界后方和波浪水槽出口边界均采用海绵层消波,自由面采用F函数追踪,从而数值模拟了波浪对开孔板的作用。将开孔板前波浪反射系数的数值计算结果与文献[14]的物理模型实验结果进行比较,验证所建立的数值模型及计算方法的正确性。通过改变开孔率,模拟波浪与开孔板作用的开孔板前波浪的反射系数,进而分析了开孔率与波浪反射率的关系。同时,分析了波浪作用下开孔板的迎浪面与背浪面的点压力差变化,并主要探讨开孔率与点压力差的相互影响关系。分析结果表明:随着开孔率α的增大,反射率减小,透射率增大,点压差呈非线性变化。     

开孔沉箱防波堤消浪作用的理论研究及应用

开孔式沉箱防波堤是在沉箱的迎浪面的沉箱外壁上开孔，使波浪遇到开孔壁后，产生波浪的入射，反射，透射等相互作用，减小外壁对入射波的反射作用，与不开孔沉箱防波堤相比，具有液压力小，波高反射小等优点，本文根据微幅波理论给出了高波反射系数的计算式和液压强的计算式，与试验资料相比，吻合程度很好。     

斜向波作用下带水平多孔板开孔沉箱防波堤水动力特性研究

基于线性势流理论和匹配特征函数展开法,建立了斜向波与内部带水平多孔板开孔沉箱防波堤相互作用的解析解。通过与分区边界元解对比,验证了解析解计算结果的正确性。给出数值算例,分析了波浪入射角度、消浪室相对宽度等因素对开孔防波堤反射系数和波浪力的影响规律。研究结果可为物理模型试验和工程应用提供指导。     

T型开孔防波堤消波性能研究

作为阻断海浪冲击力、保持水面稳定以及保证船舶安全的水中建筑物,防波堤是沿海港口的一个关键组成部分。基于有限体积法,研究和分析了T型开孔式防波堤消波性能。采用速度边界造波及源项消波技术,建立三维数值波浪水槽,波面求解方式使用VOF方法。同时对三维数值波浪水槽模型进行验证,模拟得到的波面历时曲线与理论值吻合良好。根据数值模型计算结果,得到T型开孔式防波堤对波浪的透射系数及反射系数。并探讨了T型开孔式防波堤的透射系数和反射系数与模型的相对宽度及入射波陡等因素的相互关系。     

透空式上部结构对开孔沉箱消浪性能影响的试验研究

通过物理模型试验,在前人对开孔沉箱研究的基础上进一步研究了透空式上部结构对开孔沉箱消浪性能的影响,分析了反射系数随波陡、相对宽度、相对水深和上部结构超高等因素的变化规律。同时给出了透空式上部结构开孔沉箱反射系数的计算的经验公式,为工程实际提供参考。     

准椭圆沉箱开孔结构与波浪作用相互影响的数值研究

为探索规则波作用下开孔结构对准椭圆沉箱与波浪相互作用的影响,基于有限差分方法并结合VOF方法与部分单元体方法建立三维时域数值计算模型,对数值模型进行验证并应用于研究波浪与沉箱结构之间的相互作用,分析开孔结构对水平波浪力以及群墩效应系数的影响.研究结果表明,与不开孔沉箱结构相比,开孔准椭圆沉箱的水平波浪力与群墩效应系数均...     

开孔沉箱消浪性能试验研究

开孔沉箱的开孔率是影响其消浪性能的重要参数,迎浪面上的开孔范围也会影响开孔沉箱的消浪性能。通过物理模型试验,测量了不同开孔率情况下开孔沉箱前的波高,采用多点法分析了波浪反射系数,研究了其消浪效果,给出了波浪反射系数与沉箱开孔率之间相互关系的试验结果;同时,通过试验研究了开孔沉箱的开孔区域上下端距静水位高度对沉箱消浪性能的影响,对比了两种不同开孔沉箱断面宽度情况下波浪反射系数。     

带横隔板开孔沉箱所受波浪力的研究

研究了斜向波与无限多开孔沉箱的相互作用。依照结构物的几何形状,整个流域被分成无限多个子域,在每个子域内应用特征函数展开法求解速度势。对于沉箱内的波浪运动,引入相位差概念;同时,在构造反射波模型时,考虑了结构物的几何形状影响。进行了数值试验,分析了开孔沉箱水平波浪力及横隔板受力特点,详细讨论了波浪入射频率、入射角度、相对消浪室宽度及开孔影响系数对开孔沉箱波浪力的影响。     

沉箱开孔对平均越浪量的影响

针对开孔沉箱对平均越浪量影响的问题,以国内某港区通用码头工程为基础,对比分析了直立式沉箱和开孔沉箱平均越浪量的多种经验公式计算方法,并和断面物理模型试验结果进行比较。公式计算结果显示,开孔沉箱与不开孔沉箱平均越浪量之比为25%~50%;断面物理模型试验结果显示,沉箱开孔与不开孔时越浪量之比为30%~82%。研究表明开孔沉箱能够有效降低海岸结构物的平均越浪量;国内学者提出的开孔沉箱越浪量计算方法所得结果更加接近物理模型试验结果。     

非线性波浪水槽内波浪的产生和传播

文章在波浪水槽内通过数值模拟和物理实验相结合的方式,研究了波浪的产生和传播问题。在高阶谱计算模型中引入数值造波边界条件,建立了非周期谱波浪水槽。基于该水槽研究了具有不同波要素波浪的产生和传播问题,通过与理论解的比较验证了数值结果的正确性。结果表明线性波浪理论可预测具有较小Ursell数波浪的传播,而随着Ursell数的增大,波浪的运动可用二阶波浪理论解来描述。最后通过数值模拟结果和实验结果比较,验证了数值水槽的有效性,分析表明,波面升高及其对应振幅谱的计算结果与实验数据吻合较好。     

规则波作用下开孔沉箱波浪力计算方法的实验研究

通过二维规则波波压力实验,对规则波作用下无顶板开孔沉箱所受到的波浪力进行了系统研究.针对开孔沉箱由于具有特殊的消浪室结构导致其所受到的总水平与总垂直波浪力存在相位差,给出了相位差的计算公式,提出了开孔沉箱波浪力峰谷值时刻同步波浪力的计算方法,为开孔沉箱的工程应用提供了有价值的结果.     

沉箱开孔形式对波浪反射的影响试验研究

为了降低码头前沿的波浪反射作用、改善船舶靠泊作业的泊稳条件,开孔沉箱越来越多地被应用在直立码头工程中,但相关行业规范尚缺少对沉箱开孔形式的系统性说明。以大连港大窑湾港区四期工程为例,通过物理模型试验,重点分析不同沉箱开孔形式对不规则波作用下码头前沿波高反射系数的影响。结果表明：短周期波浪通常比设计波浪情况下的反射系数要小;试验断面的消浪性能在设计低水位附近最为理想;沉箱胸墙设置消浪腔对减小断面波浪反射的效果不明显;波浪反射系数主要取决于开孔率。     

透空式上部结构开孔沉箱码头波浪反射系数与波峰面高度试验研究*

通过波浪断面物理模型试验,测得开孔沉箱结构码头在不规则波作用下的波浪反射系数和码头前沿波峰面高度.采用单因次分析法,在研究开孔沉箱基本结构对反射系数的主要影响基础上,着重探讨透空式上部结构对反射系数的影响;同时采用同样的方法研究波峰面高度的影响因子.最终拟合出这两个物理量的简化计算式,并用理论方法对波峰面高度的拟合公式加以验证且建立了其与反射系数之间的关系,为工程设计提供参考.