畸形波作用下内倾船波浪载荷模型试验研究

对内倾船在畸形波作用下的波浪载荷特性开展了模型试验研究。基于线性波浪叠加理论在拖曳水池中模拟畸形波。进行了波浪载荷试验,测量了船体典型剖面的垂向波浪剪力和弯矩,并和常规不规则波浪下的试验数据进行比较,开展了内倾船在畸形波作用下的波浪载荷试验,考察航速对船体波浪载荷的影响。这项研究对于极端海况下舰船波浪载荷评估和结构强度设计具有重要的工程价值。     

基于状态反馈H∞算法的高速水翼双体船姿态控制

研究基于状态反馈H∞算法的高速水翼双体船在波浪中运动的姿态控制器的设计。首先对水翼双体船运动的非线性数学模型在平衡点线性化，建立水翼双体船的线性模型；然后应用状态反馈H∞算法设计水翼双体船的姿态控制器；最后利用Matlab的Simulnk工具箱，以高速水翼双体船HC200B-A1为例进行仿真研究，结果表明该控制器设计能够有效地减少波浪引起的不利船体摇荡，使得船体在波浪中保持在预定的姿态。在同样参数条件下，对状态反馈H∞控制器与线性二次型调节器(LQR)设计的控制效果进行比较，显示前者的控制效果要优于后者。     

大数量桩柱波浪力的机理研究

研究了大数量桩柱的波浪力特性，基于特征函数展开和块矩阵求逆方法，导出了一种计算大数量桩柱波浪力的递推算法，数值结果表明，在周期性布置的桩柱阵列中，在某些特定的波浪频率下，存在“波浪频率下，存在”波浪俘获“现象，当发生波浪俘获时，波浪力的幅值可呈几倍到几十倍的增加，采用不等间距的桩柱，可有效地减小桩柱在特殊频率下的受力幅值。     

直立墙上不规则波波浪力试验和统计分析

为确定波谷作用下波浪荷载的概率分布和统计参数,进行了不规则波浪对直立墙作用的室内试验,并对测得的波浪力进行统计分析;通过长期波浪最大荷载与短期波浪荷载的统计关系,得到50 a设计基准期内波浪荷载的概率分布和统计参数。研究结果表明,波谷作用下短期波浪荷载服从Weibull分布,50 a设计基准期内最大波浪荷载服从极值I型分布。     

厦门环岛路三期工程海军码头至演武路段桥梁波浪力试验研究

该项研究是在保证工程安全可靠与经济合理的前提下，优化桥梁结构型式、两桥间距及其与接岸结构平面布置。除为工程设计提供实际作用于桥梁结构的波浪荷载外，还对如何估算作用于桥梁的波浪力进行了探讨，提出了可供参照的设计计算方法。     

浅水超大型FPSO波浪弯矩设计值与不同水深预报值的比较

针对水深对浅水超大型FPSO波浪诱导载荷的影响,在国际船级社协会(IACS)纵向强度标准的基础上,探讨了不同水深波浪诱导弯矩的长期预报值与波浪弯矩设计值的关系.开发了基于有限水深复合格林函数波浪诱导弯矩数值计算程序模块,对一艘300K DWT FPSO在不同水深海况下的波浪诱导载荷进行了长期预报.研究结果表明,水深对波浪弯矩设计值的影响很大.     

新型水槽造波机参数设计与特点

在全球气候变化的背景下,近年来经常出现极端波浪造成海岸工程的破坏。为重现破坏过程,研究破坏机理,解释大风浪下泥沙的起动与运动,分析结构与地基在大浪作用下的耦合作用,需要大尺度的波浪水槽进行试验研究,以突破比尺效应的限制。新型水槽造波机是该水槽中重要的设备。通过分析我国波浪和工程特点,对比应用需求,得到造波机的主要设计参数。设计建设中的大比尺波浪试验水槽长450 m,宽5 m,深8~12 m,建成后将是世界上尺度规模最大和造波能力最强的波浪试验水槽,配套造波机的设计波高达到3.5 m。     

航速对大型半潜船波浪载荷影响研究

基于三维势流理论,采用考虑航速的波浪载荷预报方法,对一艘10万t级半潜运输船在0航速及设计航速下的船体梁波浪弯矩及波浪剪力进行预报,结果表明,设计航速下船体波浪弯矩极值较0航速时增加约9%,波浪剪力极值增加约18%。为10万吨级大型半潜船设计提供参考。     

浅水条件下15万吨级FPSO波浪载荷与 运动预报分析

浅水条件下的大型船体结构响应与常规水深下的相比有较大差异。由于船体运动及波浪诱导载荷的预报关乎系泊系统设计、船体疲劳寿命以及安全性评估,研究大型浮式生产储油卸油装置运动和波浪诱导载荷响应十分必要。通过研究15万吨级FPSO在极端环境条件下的响应极值,对该级别船体载荷及运动预报提出建议。结果表明,浅水条件下波长与船长比较接近时响应最大,且部分波浪力超出了规范设计值,这在设计中应予以重视。     

不规则波浪作用下带腹板型浮式防波堤的水动力特性研究

本文基于福州港松下港区拟建的浮式防波堤开展研究，建立不规则波浪与带腹板型浮式防波堤相互作用的数值模型，通过开展水槽试验，对该模型进行验证。进而对带腹板型浮式防波堤的水动力特性进行模拟分析，讨论波浪透射系数和锚链拉力的影响因素。结果表明，防波堤的消浪性能随吃水深度、腹板高度和浮箱宽度的增大而提升；在入射波浪有效周期接近纵荡自振周期时，锚链拉力显著增大，在浮式防波堤设计中，应使得结构纵荡自振周期远离设计波浪周期。研究结果可为实际工程设计提供参考。     

基于非线性设计波的船体结构强度直接计算研究

针对规范公式不适用于小方形系数Cb0.6的船舶以及线性设计波法不能反映波浪载荷非线性特征的情况,使用非线性设计波法研究了一艘小方形系数船的波浪载荷长期预报极值和波浪载荷与波高非线性变化规律,给出了非线性设计波参数的选取办法。根据参数,用非线性设计波法计算了船舶的波浪附加弯矩,并与线性设计波和规范公式两种方法得到的波浪附加弯矩进行了比较分析。分析结果表明,非线性设计波法能够反映出波浪幅值较大时波浪载荷随波高非线性变化的规律,以及中拱、中垂状态下舯剖面波浪附加弯矩的非对称特征,较线性方法更为合理。     

船舶在波浪中非线性横摇运动建模及稳定性研究

文章对船舶在波浪中非线性横摇运动模型进行分析,论述船舶在波浪中的横摇运动稳定性。对规则波浪下的船舶横摇运动稳定性进行了分析对比,从数学的角度对模型的可靠性和稳定性进行了仿真,实验数据表明在随机波浪的干扰下,船舶的横摇运动模型具有很强的抗干扰性能,能够胜任复杂的海洋环境,期望通过本文的研究能够提升船舶的工业设计水平。     

新型多孔结构不同开孔前墙在波浪作用下的受力分析

针对在地形限制条件下常规直立式护岸在波浪作用下前墙反射严重、直立式沉箱结构前墙配筋量和混凝土用量较大导致不经济等问题，进行不同开孔结构在波浪作用下的试验研究以及前墙弯矩内力分布计算。采用波浪物理模型试验和有限元数值模拟分析方法，得到波浪压强以及结构前墙内力分布。结果表明，新型多孔结构可有效减小波压力，避免严重的波浪反射叠加作用，同时前墙只承受部分波浪力作用，由此产生的内力和变形均较小，此趋势在一定范围内与开孔增加呈正相关。可优化多孔结构前墙构件的配筋以达到经济效果。     

景观护岸工程混合式直立圆筒结构断面设计与物理模型试验验证及优化

叙述了景观工程设计结构断面为基础斜坡和直立圆筒混合式的防浪护岸结构设计思路.对设计断面在设计波浪作用下的稳定性、所受波浪力、断面的越浪量进行了验证和优化.对该断面结构所受波浪力及其应注意的问题进行了讨论,研究结果可供类似结构设计时参考.     

海浪统计资料对船舶波浪弯矩设计值的影响及其意义

在对常规船舶、特别是超规范船舶，进行结构的直接设计时，首先要对波浪弯矩设计值作出估计。要确切地做到这一点。必须在明确船舶使命的前提下，设计人员要学会合理地选择好以船舶执行海域的海浪长期统计资料，然后船舶的装载工况，实际可能达到的航速，借用线性切片理论或非线性理论进行波浪弯矩的长期预报来确定设计。     

基于CFD方法的系泊状态FSO舵载荷计算

舵设备是船舶进行操纵的重要设备,传统舵的性能计算和结构设计多针对航行船舶开展,对系泊在位状态船舶的舵波浪载荷关注较少。采用CFD方法,针对一艘系泊在位状态下FSO(floating storage and offloading)在遭遇极端波浪时的舵载荷进行计算。首先根据FSO临界作业条件评估船体与波浪的最大遭遇角度,然后建立数值波浪水池,评估最大遭遇角状态在实际海况下的舵力矩特征。研究结果表明,在极端海况下的舵力矩会超出规范设计舵力矩,会对舵系结构安全造成威胁。本文研究成果可为同类型舵结构的设计提供参考。     

波浪作用下可渗沙质海床模型相似率研究*

海床渗流是海洋工程设计中重点考虑的因素之一，其影响着建筑物的稳定性，严重时还会引起海床液化。现有波浪与海床相互作用的有关研究尚未解决实验室内海床的模拟方法问题。基于此，进行波浪作用下可渗沙质海床模型相似率研究，通过系列波浪水槽物理模型试验，基于原型孔隙水压力与模型值相似的条件，提出实验室内模拟海床的相似准则。结果表明：沙质海床相似比尺与模型几何比尺的关系为λ海床=λ1/3。     

港珠澳大桥岛桥结合部结构的波浪力试验研究*

港珠澳大桥岛桥结合部桥面高程较低,设计水位和波浪条件下波浪对岛桥结合部的桥面、人工岛等结构作用复杂且较强。通过三维物理模型试验对岛桥结合部结构的波浪力进行试验研究。结果表明：1）设计水位和波浪条件下,岛桥结合部单跨箱梁结构的无量纲波浪水平力最大为0.7F/（ρgA2H1%）,无量纲波浪上托力最大为0.2F/（ρgA1H1%）。2）在S（正向0°）和SSW（22.5°）方向波浪作用下,波浪力大于其他方向的结果。3）随着水位抬高、超高变小,岛桥结合部桥面箱梁结构受到的波浪上托力和水平力均变大。4）无量纲上托压强最大为2.0p/（ρgH1%）,无量纲水平压强最大为1.9p/（ρgH1%）。     

聚氨酯碎石护坡波浪作用特性

在风浪较大的河口地区，堤坝采用聚氨酯碎石护坡。通过理论研究、现场监测和物理模型试验等方式，分析聚氨酯碎石护坡的结构稳定性、波浪力分布和消浪效果。结果表明：1）在有效波高为2.0~3.0 m的波浪作用下，边坡1:2、厚20~30 cm的聚氨酯碎石护坡是稳定的；2）聚氨酯碎石护坡能有效降低波浪爬高，设计中糙渗系数取0.80~0.85；3）最大波压强不小于0.5ρgH（海水密度、重力加速度与波高的乘积）。     

两船波浪中并靠补给相对运动模型试验研究

为了设计和实现一种辅助舰船并靠补给的波浪补偿辅助系泊系统,采用接触式测量方法对波浪中并靠两船的相对运动特性进行了模型试验。在4种不同有义波高情况下,对并靠两船在不同的浪向和波浪周期下三个方向的相对运动幅值特性进行试验研究,得出波浪中并靠两船的相对运动特性。