废旧轮胎加筋土高陡海堤数值模拟分析

将废弃轮胎利用到水运工程海堤建设中,通过通用有限元软件ADINA对在浪荷载与水荷载共同作用工况下轮胎加筋土高陡海堤与未加筋海堤σ(应力)-ε(应变)状态进行对比分析,通过数值模拟应用实例可以看出:轮胎加筋土海堤不仅σ(应力)-ε(应变)明显减小,而且达到了轮胎废弃物的二次利用,是一种实用简单可行的方法。     

江苏沿海滩涂围垦对近岸波浪场的影响

采用当前较先进的第3代海浪模式SWAN,根据江苏沿海滩涂围垦规划(2010—2020年),分别模拟了围垦前后夏季、冬季及台风期间的波浪场,并结合Jason-1卫星高度计观测的有效波高数据进行验证,分析江苏沿海滩涂围垦对江苏近岸波浪场的影响。江苏沿海滩涂围垦规划工程实施后,江苏北部沿海规划围垦区波高及周期变化较小,而南部规划围垦区海域波高及周期变化较大,但影响幅度有限,数量级较小。     

数值模拟技术在某海堤工程龙口合龙中的应用

在总结多种龙口流速计算公式的基础上,分析各公式具体的适用条件及影响因素。为确定某工程海堤合理的龙口合龙方案,应用数值模拟技术对龙口周边的流速、流场进行计算,计算结果用于确定龙口位置、宽度和结构型式,为工程施工提供有效指导。     

高防护等级海堤越浪的数值模拟

以福建省泉州市的某高防护等级海堤设计为依托,在已完成的物理模型研究结果基础上,尝试采用Flow3D软件建立数学模型,进行模拟越浪量研究,对防浪墙顶高程的合理性进行分析,并对不同形式的海堤护面结构进行数值模拟研究。该数值模拟方法具有较大的工程应用价值,可为今后在其他海堤工程设计中提供一定的参考价值。     

人工岛内湖水体交换数值模拟研究

以海口人工岛工程为例,采用Mike21中的Flow-Model-FM模块建立水动力和保守物质对流-扩散数值模型,模拟节制闸门控制下人工岛内湖水系的流态和水体交换情况。根据设计方案计算结果,结合理论分析,通过调整节制闸门个数、位置以及局部内湖水系边界对设计方案进行优化。优化后方案有效节约了投资成本,减小了闸门附近旋转流,避免了引、排水过程中,水质较差的中湖北侧水系水体流入对水质要求较高的大圆湖水系的问题,为内湖景观水系设计和节制水闸设计提供了科学依据。     

考虑护岸的可透水海堤的计算与分析

根据规则波作用下的波浪力的频域解理论,以可透水海堤为模型,得到不同吃水、离岸距和孔隙参数下可透水海堤结构和护岸的受力情况。运用谱分析法理论,分析不同吃水和离岸距下的波浪力谱特征,确定了可透水海堤在不规则波作用下水平方向的累积频率波浪力。分析可知,考虑护岸的可透水海堤的受力和消波效果对孔隙系数和波浪频率敏感性强,设计中应避开波浪力峰值。     

基于数值水槽的半封闭港池水体交换能力研究

通过数值水槽研究了半封闭式港池水体交换问题,研究表明,当防波堤为实堤时,港池口门垂直于主流运动方向时,港池内水体交换能力较强。当考虑透水防波堤时,在平行主流方向的防波堤上增加透水堤,有利于提升港池内外水体交换效率。将数值水槽的研究成果应用于福建某渔港建设,成果得到了较好的检验。     

滨海滩涂动态演变数值模拟研究及应用

基于潮流泥沙数学模型和滩涂动态平衡与人类活动前后水沙因子变化的经验关系,建立了长历时滩涂动态演变的经验动力数值模型。根据浙江省飞云江河口丁山围区和钱塘江河口的实测水沙及地形资料对抛坝促淤效果进行了验证,结果表明抛坝促淤效果计算与实测基本吻合。在此基础上,研究了某抛坝促淤工程后附近海域滩涂演变过程。预测结果表明促淤工程减弱了附近海域的水动力,使附近床面将发生淤积,经5~10 a达到淤积平衡,其中前5 a的淤积量约为总量的80%。为调控围涂工程引起的附近海域床面的淤积强度,减小对周边生态环境的影响,应控制促淤围涂的强度。     

离岸式人工岛内河水体紊流数值模拟与换水研究

以福建某人工岛为例,进行了内河道换水计算研究。为兼顾景观和环境,人工岛内设置内河道,河道两端设闸门。根据外海潮位和内河保证水位等水文条件,进行人工岛内河道换水计算研究。得到开闸时机、换水时间、不同情况下水体交换量和内河道水体流态图,并推荐了合理的换水方案。     

基于RANS/LES混合方法的近岸水域波浪增阻影响的数值模拟

分析船舶在近岸水域航行时所受波浪增阻大小的影响因素,以寻求降低波浪增阻的方法。基于近岸水域中船舶阻力理论,采用雷诺平均（RANS）和大涡模拟（LES）相结合的方法进行数值求解,并运用两相流方法和造波消波技术建立数值水池模型。用Fluent求解器对船舶在不同工况下的波浪增阻进行数值模拟。试验结果表明：用该方法对近岸水域航行的船舶进行波浪增阻的数值模拟可有效提高计算机运算效率,在粗糙网格层面上得到的计算结果精度良好;船舶在近岸水域中航行时的波浪增阻随波高的增加而增加,并且与船体湿润面积呈正相关;船舶在近岸水域以中低速航行时所受波浪增阻随弗劳德数的增加而增加。该研究为近岸水域通航船舶减小航行阻力提供了可行的方法与思路。     

连云港近岸海域潮流动力特征

根据连云港近岸海域夏冬季多站同步连续实测潮流资料,分析了不同季节、不同潮周期潮流变化特征,并对实测潮流进行了准调和分析,进一步计算潮流椭圆要素,据此分析了潮流性质、潮流运动形式、最大流速和流向。结果表明:该海区涨落潮流速、历时具有一定的差异,潮流性质属于规则半日浅海潮流,近岸表现为往复流运动,随水深增加,旋转流明显,以逆时针方向为主,最大流速流向随季节不同差异明显。     

船坞坞口水上基坑力学性状数值分析

结合某船坞坞口水上基坑围护结构的设计,采用有限元数值模拟研究了基坑施工全过程中支护结构的受力与 变形性态。采用Plaxis 2D建立考虑结构与土体共同作用的平面应变计算模型,并考虑不同水位及波浪荷载、地形地质条件 及复杂施工工况的影响。研究表明：外部条件的不对称导致水上基坑围护结构的变形及受力与陆上基坑存在明显差异,基 坑开挖并降水至坑底并非结构受力的最不利状态;基坑外坡护坡、压脚未施工前坑内降水是基坑围护结构变形的最不利状 态;不同水位及波压条件对单排钢板桩的影响比对双排钢板桩的影响明显,两种不同类型围护桩的整体受力状态也存在明 显差异;随基坑开挖和降水深度的增加,第1道混凝土支撑的受力会从受压变成受拉,下部各道钢支撑均处于受压状态;施 工中应密切关注第1道支撑受力状态的变化。     

潮汐调和分析的分潮自动优化及预报应用

潮汐调和分析的分潮自动优化及预报系统是目前所选分潮数最多,采用分潮自动优化技术的潮汐分析系统,主要包括潮位数据入库、潮位数据检查及修改、调和分析、天文潮预报等模块。文中通过工程应用对其潮汐调和分析的精度进行了验证。     

模拟斜坡堤上越浪量一种新的数值模式

利用FLUENT软件,基于粘性不可压缩流体的雷诺时均N-S方程和k-ε湍流模型,采用有限体积法对控制方程进行离散,建立数学模型。基于质量源造波和动量源消波的方法,在连续方程和动量方程中加入造波源项和消波源项,采用VOF方法捕捉自由表面,开发了无反射造波的二维数值波浪水槽,通过数值模拟值和理论值的对比,对该数值波浪水槽进行了验证。进而,利用该数值波浪水槽模拟斜坡堤的越浪问题,分析了平台宽度、斜坡坡度对越浪量的影响,并将数值模拟结果和前人物模试验结果相对比,二者趋势一致,吻合良好,表明了该模型在处理斜坡堤越浪问题方面的有效性和精确性,从而建立了利用FLUENT模拟斜坡堤越浪问题一种新的数值模式。     

规则波作用下斜坡堤越浪量的数值模拟

台风过境产生极端波浪造成斜坡式海堤越浪,现有计算越浪量的经验公式都存在适用性的问题.为探求台风天气下舟山区域斜坡堤越浪量计算公式,基于VOF方法,对Navier-Stokes方程和k-ε方程进行求解,建立速度边界造波和阻尼消波的数值波浪水槽.在水槽中建立斜坡堤模型,通过改变影响越浪量的相关因素,模拟台风浪条件下规则波作...     

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。     

海堤波浪浅水变形的简化计算

对浙江地区海堤工程涉及的波浪浅水变形计算问题进行了分析研究,基于《浙江省海塘工程技术规定》及微积分原理,推导了波浪浅水变形后的波高直接计算解析式,并对平底海床、单斜坡海床、分段折线海床及三次抛物曲线海床情形下的波浪浅水变形计算进行了研究,分别给出了简洁计算解析式,以便于工程师计算参考,达到提高设计进度的目的。最后通过工程实例计算,验证了该波高直接计算解析式的精度完全满足工程要求。     

海龙湾二维潮流场数值模拟

建立了平面二维潮流场模型,采用MADI有限差分方法进行离散求解,利用动边界处理边滩以及心滩随水位升降产生的边界变动问题,对工程海域的潮流场进行数值模拟,并采用两套网格计算方案、使用加密网格,深入进行潮流场的研究分析。验证结果表明,计算的潮位和潮流过程与实测过程吻合较好,为海龙湾工程开发利用提供了科学依据。     

主副格不等长的直腹式格型钢板桩海墙数值分析

直腹式格形钢板桩难以避免会出现主副格入土深度不同的情况.依托工程实例,分析了主副格不等长格形结构的受力特性,提出了计算中的重点与难点问题.建立三维数值模型对主副格不等长的直腹式格型钢板桩海墙进行稳定性、变形与受力计算,分析了减小副格入土深度的可行性.结合工程应用提出了一种将主副格不等长的格型钢板桩结构等效为二维模型计算...