较陡坡试验平均沿岸流速度分布拟合

平均沿岸流分布对海岸流量和泥沙输移有重要影响。为了更深刻地研究平均沿岸流的分布特征,尤其是较陡坡条件下不同于缓坡情况下的分布特征,在1∶40较陡坡度平均沿岸流试验的基础上,探寻不同于Allen分布、适合较陡坡情况下的平均沿岸流分布拟合曲线。结果表明,通过自定义分段函数和约束条件可以较好地拟合较陡坡情况下的平均沿岸流海岸一侧呈上凸趋势的分布特征。     

缓坡海岸平均沿岸流实验研究与数值模拟

沿岸流研究对海岸工程具有重要的应用价值。为了更深入地研究沿岸流特征,文章对1∶100和1∶40两个较缓坡条件下的沿岸流进行了实验研究,弥补了现有实验研究主要针对较陡坡情况,不具有代表性的弊端,并通过数值模拟进一步阐述了缓坡情况下的平均沿岸流不同于陡坡情况下的物理机理。主要特色与创新有：第一、通过物理模型实验研究发现了1∶100坡度地形条件下存在不同于1∶40坡度情况下的平均沿岸流速度分布特征：前者海岸一侧平均沿岸流分布呈下凹趋势,而后者呈上凸的趋势。第二、通过平均沿岸流数值模型对1∶100和1∶40缓坡沿岸流的不同特征进行数值模拟,找出了影响平均沿岸流速度剖面特征的主要因素为破波带内波高分布和水底摩擦力表达式的选取不同,且对后者更为敏感。1∶100坡度海岸沿岸流速度剖面可由水流型水底摩擦力来计算出,而1∶40坡度海岸沿岸流速度剖面可由波浪型水底摩擦力来计算出。第三、在此基础上进一步给出了缓坡情况下二次破碎波高和波浪增减水的分布特征。     

不同护面形式对潜堤透射系数的影响

针对实际工程中广泛应用的潜堤结构,采用物理模型试验的方法,对不规则波作用下不同护面形式对潜堤透射系数的影响进行了研究,讨论相对堤顶水深、相对堤顶宽度、深水波陡对潜堤透射系数的影响以及不同护面块体对消浪特性的影响。在前人研究成果的基础上,提出了改进的经验计算公式,为潜堤的工程设计提供理论参考。     

不同高度离岸堤对波生流及地形演变影响的数值研究

不同高度的离岸堤是近岸沙滩防护的重要构筑物,其在波浪作用下的动力地貌响应有所不同。文章基于Xbeach岸滩演变模型,通过经典算例验证了斜向浪作用下离岸堤附近的波生流场及地形演变过程,进一步分析了正向波浪作用和堤顶高程变化的影响,并针对人工离岸沙坝,模拟了沙坝变形以及近岸动力地貌的变化特征。研究表明：离岸堤掩护下堤后会出现波高梯度变化,进而形成沿岸流及离岸流;当堤顶高程降低,波浪会在潜堤上发生破碎,从而形成向岸流;不同高度离岸堤附近的波生流场差异较大,其导致的地形演变趋势也会不同;随着堤顶高度的增加,近岸的侵蚀淤积会逐渐增大;人工沙坝在波浪作用下不断向岸移动,其高度逐渐降低,对近岸可起到沙源补充的作用。     

潜堤及透浪式建筑物的波浪数值模拟研究

在工程设计中会遇到大范围潜堤及透浪式建筑物条件下的泊稳问题,物理模型试验受场地限制难以实施。尚无有效的解决实际工程问题的平面二维数值模拟方法。文章以某港为例,采用断面物理模型试验和数学模型试验相结合的方法,将断面物理模型试验实测的透射系数作为数学模型的输入条件,通过在数学模型中设置虚拟潜堤的方法有效模拟了潜堤的透射和反射。该方法为解决潜堤及透浪式建筑物的越浪与透浪问题,提出了一种有效的数、物模相结合的数值模拟方法,为港口总平面设计提供了科学的研究依据。     

不同因素对潜堤波浪传播的影响

针对波浪穿过梯形潜堤时的波浪形态沿程变化问题,以梯形潜堤为研究对象,通过二维水槽试验,研究梯形潜堤上规则波的传播特征。以比波高为参数分析不同波浪要素(波高、周期和水深等)对波浪传播变形的影响。试验结果表明,其他条件不变时,入射波高越大、波浪周期越小、堤顶淹没水深越小时,波高在潜堤上方衰减越明显。在有足够水深,且波高较小时,波浪对潜堤均有良好的穿透性;波高较大时,波浪在潜堤上部发生破碎,波浪穿过潜堤后波高衰减,此时潜堤的消波作用明显;在波浪不发生破碎情况下,较长周期波浪在潜堤顶部比波高增大,且出现双峰值。     

潜堤透浪系数的试验研究

通过物理模型的试验模拟,研究并分析了影响透射系数的各个因素(包括相对淹没水深、相对堤顶宽度、波陡),给出了各种因素组合下透射系数的变化规律。将试验值与前人公式计算值进行比较,并分析数据的差异及原因;分别拟合了规则波及不规则波情况下潜堤透射系数公式。     

长周期波浪作用下顶宽对抛砂潜堤稳定性的影响研究

非洲西北岸线,常年遭受来自北大西洋的涌浪袭击,其长周期的波浪特性和作用效果,尚未有全面的认识和研究。通过物理模型试验,再现了长周期波浪作用下抛砂潜堤的平衡过程,对比了不同顶宽情况潜堤稳定断面形态的影响,分析了影响的主要因素。     

潜堤平面布置和堤顶高程的研究

以斜坡式潜堤为研究对象,通过数值模拟研究和物理模型试验,研究潜堤的平面布置方案和堤顶高程。对透射系数进行分析,得出适合的计算公式和最佳离岸距离;对岸滩剖面和岸线演化进行数值模拟,分析潜堤平面环抱式布置和连续式布置方案。     

潜堤、挡板式透空堤组合结构合理性及消浪特性研究*

随着港口及泊位向深海迈进,传统实体防波堤造价高且透水性差等问题愈发突显。结合大潮差海域港口的透水与消浪需求,提出一种潜堤与挡板式透空堤组合消浪结构,以兼顾高、低潮位下的消浪效率。波浪与单独潜堤或挡板式透空堤的相互作用已有相关研究与应用,然而在国内外尚无组合使用的先例,针对这方面的研究也相对欠缺。通过波浪物理模型试验等手段,首先针对波浪经过潜堤时非线性效应带来的能量谱改变开展研究,并对比单独潜堤、单独挡板式透空堤与组合式防波堤的消浪性能,验证了组合式防波堤的合理性;然后,针对不同工况下潜堤及挡板式透空堤组合结构的消浪特性开展试验,并结合数值计算提出组合式防波堤间距选取建议。相关结论可为此类工程设计及应用提供依据。     

潜堤次生波波高规律的试验研究

在物理模型试验的基础上,选取斜坡型潜堤为研究对象,对不规则波作用下潜堤的透射特性进行研究。同时选取相对堤顶水深、相对堤前水深和波陡作为主要影响因素,分析不同因素对堤后波高的影响,提出了波高透射系数的计算公式,并对不同的波高透射系数计算公式进行对比。研究结果表明文中提出的计算公式可行,可以为潜堤次生波的研究提供参考。     

爆炸挤淤防波堤、护岸堤身失稳形式*

总结采用爆炸处理软基的防波堤、护岸已建工程的常见堤身断面形式,结合工程实例,对堤身整体失稳和局部失稳这两种失稳形式及其原因进行分析,并探讨在设计和施工过程中保证堤身稳定的措施,认为确保堤身落底达到设计高程和完整形成堤侧水下平台是防止堤身产生失稳破坏的关键,合理的施工方法与施工过程控制是堤身稳定的重要保证。     

大型港口潜堤越浪后港内波况研究

采用波浪物理模型和数学模型相结合的方式,研究了大型港口潜堤越浪后港内的波况。基于断面物理模型试验,测定了波浪在潜堤的堤前和越堤后的传播规律,通过数学模型研究了波浪传播到港内的波况。对天津临港工业区的港内波况进行了分析研究,分别对TK-2D的缓坡方程波浪数学模型和MIKE21的BW波浪模型的模拟结果进行对比,结果表明2种波浪数学模型均可模拟潜堤越浪对港内波高的影响,但对于潜堤越浪后次生波的衰减特性模拟均不够准确,有待于进一步研究。     

带反弧角的直立堤平均越浪量计算方法比较

反弧角对降低平均越浪量有良好效果,但不同的文献和规范给出的相关计算方法存在差异。根据国内外学者基于三维波浪模型的试验成果以及相关的规范、文献,并结合实际工程的物模试验,对带反弧角直立式堤平均越浪量的各种计算方法进行分析比较。结果表明,Eur Otop法适用性广且结果贴近试验值,CEM法公式简单且结果保守,可为类似的港口工程提供参考。     

瓯江口航道二期治理潜堤工程三维潮流数值模拟

基于MIKE3技术平台,建立了瓯江口工程海域三维潮流数学模型.模型水平采用无结构的三角形网格系统,垂向采用(σ)坐标,较好地拟合了工程海域复杂的岛屿岸线和地形特征.采用现场实测水文资料,对瓯江口航道二期治理潜堤工程实施后的三维流场进行了模拟,并分析了工程实施后的影响.工程实施后,瓯江北口航道、沙头水道、小门水道、大门岛...     

斜坡堤坡肩及平台护面类型对越浪量的影响

海堤护面设计中,在满足稳定的基础上,还希望通过采用适当的护面形式来减小越浪量,以减少工程造价。现有越浪量计算方法大多引入护面糙渗系数以体现护面形式对越浪的影响,然而海堤不同位置的护面形式对越浪量的影响不尽相同,因此,通过物理模型试验,研究不规则波作用下平台和坡肩护面类型对越浪量的影响,当采用不同护面类型以减小波浪越浪量时,不仅需要比选不同护面类型的糙渗性,同时还需关注护面块体摆放的位置,设置在波浪上爬区时效果更好,可为海堤设计提供借鉴。     

不规则波作用下潜堤透射系数的计算方法及统计分布

通过物理模型试验的方法,研究了不规则波作用下抛石潜堤的透射系数及堤后稳定波高的统计分布。潜堤采用梯形断面形式。通过因次分析,得出影响潜堤透射系数的因子为相对浸没深度(a/H)、相对宽度(B/H)、波陡(H/L)、相对水深(d/H)。根据物理模型试验的结果,得出潜堤前后的稳定波高及潜堤透射系数与主要影响因子的变化规律。其中影响潜堤透射系数最主要的因子为相对浸没深度(a/H)、相对宽度(B/H)。借助MATLAB数学软件平台,将数据进行回归分析,得出不规则波作用下潜堤透射系数的经验公式。最后,得出不规则波作用下潜堤后稳定波高的统计分布。     

淤泥质海岸防波堤布置潮流泥沙数值分析

针对在淤泥质海岸建筑防波堤引起的港内泥沙淤积问题,以坎门渔港三期防波堤工程为例,采用潮流数学模型和泥沙冲淤半理论半经验公式,研究不同的防波堤布置对潮流、泥沙淤积的影响。结果表明,从港内泥沙淤积的角度看,在淤泥质海岸布置防波堤时宜尽可能保持工程前的流路。     

浮式防波堤拖航阻力性能研究

以特殊结构形式的防波堤力为研究对象,对其进行了拖航阻力的数值模拟和试验研究.首先对单个带锥头防波堤和不带锥头的防波堤进行了拖曳试验,试验结果表明:带锥头的防波堤的静水阻力比不带锥头防波堤的要减少58%~60%.其次通过对数值模拟结果与试验数据的比较,验证了数值模拟方法的可行性.最后,对组合后的防波堤进行拖航阻力试验和理论估算,并比较分析其结果.