数值波浪水槽波浪传递性能研究

随着计算机运算能力的快速增长,数值水槽模型成为海洋装备和沿岸工程中越来越重要的研究工具,而波浪传递过程中的衰减情况是衡量数值波浪水槽质量的重要指标。本文通过STARCCM+软件,使用不可压缩流体N–S方程与VOF流体体积法基于传统纯粘流和势粘流相结合的方式建立数值波浪水槽,分析并对比2种数值波浪水槽的性能。结果表明,相比纯粘流数值波浪水槽,基于势粘流相结合的数值波浪水槽的波浪在传递过程中衰减更小,具有更高的稳定性。     

波浪推进器

1990年5月,苏联黑海舰队在海军军舰上对Ю·Ф·先基诺伊工程师研制的一种波浪推进器进行了试验。先基诺伊工程师研制的波浪推进器是两对相同的叶板。它们分别安装在船头两侧。每对叶板中,有一个是测风器叶板,它在任何时候都能顺着水流进行运转(水流的矢量取决于船只运行的方问、波浪运动的方     

波浪阻力

23.船舶运动时的波浪的形式凡物体接近液体的表面或沿液体的自由面运动时,便要发生波浪阻力。如第一章所述,波浪阻力乃是沿着物体的浸水面作用的垂直压力合力的一部分。     

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。     

马村港设计波浪

马村港附近没有长期测波站，仅有四年波浪资料，本文应用波高长期分布符合对数正态分布的规律，推算设计波高，确定相应的波向，并计算设计波周期，从而满足了港口设计需要。     

波浪中的能量

对于如何驾驶海洋中波浪的有用能量,从前曾有过不少的建议。近年来,科学家们在研究了大自然中这类现象如声、光、等后,已似乎变成“波浪热”了。对于处理这一类问题时,往往在利用它之前,先将一个分布相当广的区域,应用某些骤合作用,使它们集中起来在一个有限范围内。对于海洋中波浪,亦可用某些装备,如物理实验室中所用的折射格,来予以骤集。这一原理,已在构造光学透镜的应用中,获得成     

波浪作用下桩基承台结构的波浪力计算

针对一桩基承台结构,分别采用理论方法和数值模拟方法计算其在波浪作用下的结构受力,并开展物理模型试验进行对比验证。理论方法分别采用Morison公式计算下部桩基结构受力,绕射理论计算上部承台结构受力;数值模型基于Fluent求解Navier-Stokes方程,通过UDF修改源项来实现造波,建立数值水槽。计算结果表明:因没有考虑上部和下部结构间的相互影响,理论方法计算的结构受力比试验结果稍偏小;而数值模型在计算桩基、承台和整体受力时都取得了很好的计算结果,特别是有波浪在承台上越浪时,也能取得很好的结果。建议在桩基承台结构波浪力计算时使用该方法。     

暗礁波浪演化及大型坐礁船波浪载荷研究

针对KeaTrader在杜兰德礁触底事故,本文提出简化物理模型,通过水池模型试验对波浪在礁盘上的演化、坐礁船总体波浪载荷进行研究,并基于合田波压修正公式计算得到坐礁船波浪载荷幅值。波浪从礁盘边缘斜坡往礁盘顶部传播过程中,波高增大,波峰变陡,直至发生破碎,礁盘顶部两侧波浪破碎比中部更早,同时礁盘顶部逐渐形成圆弧形波浪。随着入射波陡增大,礁盘顶部波浪破碎更明显,礁盘中心区域波高降低更显著;同时,试验得到的横向和垂向波浪载荷均表现出先减小后增大的趋势,通过力平衡分析发现坐礁船可能发生滑动。最后以坐礁船波浪载荷试验结果为基准,通过与基于合田波压修正公式的计算结果比较,建立了一种快速估算坐礁船波浪载荷的方法。     

利用波浪数值模型补充实测波浪数据的缺失

波浪观测工作受海区自然条件及工程条件限制,经常出现数据缺测、仪器丢失等情况,尤其是国外的观测工作,更是举步维艰。缺测的数据导致观测不连续,给工程设计和施工带来很多不便。本文以中电投几内亚铝业开发项目港口工程水文测验工程为例,在已有的观测条件下,利用全球波浪数值模型模拟工程海域观测位置的波浪数据,尽可能的获取更多资料,弥补实测波浪数据的缺失。     

船舶在波浪中航行受到的平均二阶波浪力

本文计算了船舶在波浪中航行受到的平均二阶波浪力，包括横漂力和波浪中增回加的阻力。     

基于波浪谱的三维随机波浪数值模拟及仿真

为了进行三维随机波浪的模拟,本文将随机波浪看成多个不同余弦波的叠加,建立基于PiersonMoscowitz谱和简单方向分布函数的三维随机波浪谱数学模型。通过等分能量法、线性同余法等方法划分频率、方向角和相位角,完成波面方程的离散,最后运用Matlab软件实现三维随机波浪的仿真和波面的显示。通过仿真波高与参考波高的对比,证明本方法能够有效模拟三维随机波浪。     

斜向波浪作用下直立式防波堤前沿波浪特性试验研究

在波浪与结构物相互作用过程中,若入射波波向与结构物小于某个角度时,会产生沿着建筑物传播的Stem波。它的波能在传播过程中迅速集中,对堤结构的稳定性以及港内波浪条件产生重要的影响。通过三维波浪物理模型试验,对比分析了规则波和不规则波下Stem波的波高分布随波浪入射角的变化规律以及不同结构形式防波堤前Stem波的波高分布。研究结果表明：规则波和不规则波作用下直立堤前Stem波波高垂直于堤轴线方向均呈部分驻波的分布形式,规则波作用下直立堤前Stem波波高垂直于堤轴线方向的变化幅度明显大于不规则波。对于不开孔直立堤,相同入射波浪周期下,波陡较大时Stem波比波高较小;而在不同波浪周期下,波浪入射角较小时,波陡对Stem波比波高影响不大;在波浪入射角度较大时,波陡较大则Stem波比波高较小。波浪入射角和直立堤开孔与否对直立堤前Stem波比波高的影响较大,且规律明显。     

数值波浪水槽在半圆堤波浪力计算中的应用

以N-S方程为控制方程,以k-ε模型为紊动封闭模型,采用VOF方法重构自由表面,建立了垂向二维数值波浪水槽。模拟了规则波与半圆堤的作用过程,结果表明,单点数模波压力过程与物模实测结果符合良好。研究中发现,数模计算中若堤后计算区域设置过短,堤上越浪可以引起堤后水量累积和水位上升现象,从而造成堤身背浪面压强总体增大,由此算得的防波堤总水平波浪力最大值偏小16%~20%。提出了将堤后计算区域延长到4~5倍波长的办法,计算结果表明,堤身背浪面压强上升及堤身总水平力下降现象基本消失。     

智能波浪周期测定仪

<正> 1 概述在港工水力学模型试验研究中,造波机是模型中复演波浪运动不可缺少的主要技术装置。在试验过程中为使模型中波浪运动的周期与实际工程中的波浪运动周期符合相似定律,需要准确地控制或调整模型造波机的运动周期,从而在模型中复演与现场相似的波浪运动。目前国内多采用光电式传感器来测量模型造波周期,由于这类装置受可见光的干扰影响,测量精度不高,而且其线路多采用分立元件,使整机复杂,一旦发生故障,检修不易,使用也很不方便,为此我们利用磁敏传感器研制了一套功能较强的以单片微机MCS—51系列8031芯片为核心的波浪周期测定仪。     

双体船波浪外力计算

由于双体船结构的特殊性,在进行双体船结构强度计算时,除了象单体船一样考虑全船的总纵弯曲以外,还特别要考虑双体船二片体相对位移所引起的总体扭转变形和横向弯曲,为此必须考虑外力在纵横两个方向上的分布,并用二维或三维结构模型来计算结构的内力。目前,国内已有大型通用结构分析有限元程序系统。双体船的内力计算已经可以按照设计人员的不同要求,选用骨架结构模型、梁膜组合模型或梁板组合模型在不同的精度等级上加以计     

渤海湾中部波浪特征分析

文章利用渤海湾中部一测波站一年的波浪观测资料,分析该处波浪的特征,包括波高、波周期、波向的年统计特征,季节变化规律,不同级别的波浪出现频率等。研究发现此位置处出现较高波浪的频率较低,较大的波浪多出现于秋季和冬季,东北向波浪占据优势。文章还利用ECMWF全球风场数据分析了大浪与当地风的关系,发现在大浪期间波高与风速、波向与风向有较强的相关性,文章利用线性回归定量给出了不同风向下风速和有效波高的关系。     

波浪极值统计研究

本文提出一组在四种不同情况下之波浪长期极值计算公式。由于公式中既包含了设计要求之重现期,又体现了可能遭受破坏的危险率,故可用于海洋动力现象的设计极值推算。