海安新港挡浪板透空堤整体防浪掩护模型试验研究

为验证设计方案的可行性和提供进一步设计依据,设计了物理模型并通过模型试验研究挡浪板透空堤在最高和最低水位条件下,分别用规则和不规则波浪模拟了在不同来向和不同波高的波要素下相关水域的波高分布,进而得到了满足泊稳条件的水域分布,为设计提供了依据.     

港池疏浚量可视化计算研究

受地理条件及港区环境等因素制约,天然水域及港区往往难以完美适用于船舶航行、锚泊及回转等作业需求.为改良港区作业条件,需疏浚以获得符合要求的港区条件.本研究对Auto CAD进行二次开发,提取图上水深数据,调用Surfer 8.0显示带有数据的二维、三维地形图,并根据设计标高进行港池疏浚量的准确计算,实现疏浚量计算的可视化.     

江海直达顶推船组波浪联结力的影响要素研究

江海直达顶推运输方式是实现江海直达运输的有效途径之一.波浪联结力的影响要素研究是与顶推船组的耐波性能密切相关的关键技术之一.文中借鉴收集的船模试验数据,构建波浪联结力与主要影响要素之间的非线性模型,采用非线性的神经网络方法对波浪联结力的主要影响要素进行比较研究.     

用Morison方程计算分析悬浮隧道所受波浪力初探

根据悬浮隧道自身结构特点和工程设计中所考虑的波浪条件，利用Morison方程和线性波浪理论，计算分析了隧道放置深度、海流速度、流向与波向间的夹角、波浪周期等诸多因素对隧道所受水平波浪力的影响。     

大风条件下船舶靠离泊的拖轮配置

针对风力超过6级(即大风)条件下船舶靠离煤炭港区泊位所需拖轮的合理、安全配置问题,运用比较分析法,对拖轮所需总推力的两种计算方法进行对比分析。结果表明:《海港设计总体规范》中的估算方法未考虑风舷角对拖轮功率配置的影响,估算结果精确度不足;运用岩井聪理论模型下的Hughes公式,按照不同风舷角计算黄骅港煤炭港区大风条件下船舶靠离泊辅助所需拖轮的总推力,具有较高的精确度和适用性,并提出实际操作时拖轮配置的相关建议,为港口企业和引航部门确定拖轮配置提供参考。     

刚性非淹没植物对孤立波传播影响的三维数值研究

通过使用OpenFOAM模拟三维数值波浪水槽,研究了刚性非淹没植物对孤立波传播的影响.观测孤立波通过刚性非淹没植物模型前、后波高的变化,并对比模型前、后两处浪高仪位置波面历时曲线的模拟值和实验值,验证了数值计算的可靠性.计算并比较了波浪反射、透射及波能耗散等相关系数的实验值和模拟值,分析了相同初始条件下孤立波通过不同植物密度和布置形式的刚性非淹没植物时水动力特性的沿程变化,从而得到了设计的工况中刚性非淹没植物在极端波况下的消浪效果.模拟结果也表明OpenFOAM能够较好地应用于三维数值波浪水槽的相关研究.     

库区风浪对水库港码头建设的影响

通过模型实验及有关资料分析研究 ,笔者论述了库区风浪对兴建水库港码头所带来的特殊问题 ,如波浪对库岸港区码头的爬高特性 ,码头前沿库岸坍塌与波浪要素之间的关系以及风浪荷载对水库港的影响等 ,同时结合三峡水库的建设 ,对重庆库区水库港码头改、新建面临的水动力特征进行了调查分析和研究     

库区风浪对水库港码头建设的影响

通过模型实验及有关资料分析研究，笔者论述了库区风浪对兴建水库港码头所带来的特殊问题，如波浪对库岸港区码头的爬高特性，码头前沿库岸坍塌与波浪要素之间的关系以及风浪荷载对水库港的影响等，同时结合三峡水库的建设，对重庆库区水库港码头改、新建面临的水动力特征进行了调查分析和研究。     

福州港松下港区松下码头船舶进港操作探析

福州港松下港区自然条件较差,已公布或可查的通航基础资料相对缺乏,风浪对船舶进港航行和靠、离泊作业影响较大,且松下码头前沿水域流态复杂,大型船舶的进港及靠泊安全存在一定问题。通过介绍该港区的水文及气象特点、通航要素和通航现状,以7万t级船舶重载进港靠泊松下码头为例,详述船舶进港和靠泊的操纵要点及注意事项,并提出保障船舶安全通航的思考与建议,可为今后松下港区大型船舶的进港操纵提供一定的参考。     

哑铃型桥梁结构畸形波浪力水槽试验及简化算法

为研究畸形波浪参数对新型哑铃型桥梁结构波浪力的影响,开展一系列波流水槽模型试验.首先,分析谱峰频率、频率范围及聚焦位置对哑铃型桥梁结构周围的波面时程图及波峰的影响;其次,阐明上述波浪参数对结构畸形波浪力时程图及波浪力峰值的影响规律;最后,基于经典绕射理论,提出适用于新型哑铃型桥梁结构畸形波浪力谱的简化计算方法.研究结果表明：谱峰频率、聚焦位置及频率范围对结构周围的波面位移影响均较小,差异均小于3%.谱峰频率和聚焦位置对哑铃型桥梁结构畸形波浪力有较大影响,当谱峰频率从0.6 Hz增加到1.1 Hz时,顺波向波浪力呈先增后减的变化趋势,变化幅度最高达11.0%,垂向浮托力则下降了57.0%;当频率范围从0.5 Hz增加到0.8 Hz时,顺波向波浪力下降了2.1%,垂向浮托力增大了5.9%;当聚焦位置从结构物的迎浪侧移动到背浪侧时,引起的结构顺波向波浪力变化幅度小于5%,垂向浮托力变化幅度小于3%.经过试验数据和理论分析结果的对比表明,基于绕射理论提出的简化算法可有效计算畸形波作用下哑铃型桥梁结构的波浪力谱模型.     

高速船舶远域尾浪的数值计算

以Rankine源面元法数值计算排水型高速船舶的兴波问题,得到船舶附近水域的Kelvin波系.对近域计算得到的波浪要素进行Fourier变换,推算波幅谱函数,进而可获得大范围的远域尾浪的数值模拟结果.探讨了利用波形分析中的纵切法或横切法推算波幅谱函数的两种方法,给出了它们在高速船远域尾浪数值模拟问题中的应用算例.     

基于湍流模型的船舶运动及吃水变化数值求解

以规划中的台州港黄礁作业区为例,运用湍流模型对船舶受重力、浮力、惯性力和摇荡运动产生的波浪扰动力、辐射流体力以及流体粘性力进行数值计算分析。结果表明:(1)设计等级为5万吨级的进港航道,拟运营的29000t油船在此进港航道中的富裕水深为4m;(2)波向对于船舶航行时富裕水深影响较大:迎浪时波浪对于船舶富裕水深影响为1.3m,横浪对船舶富裕水深影响为2.75m;(3)在进港航道回淤不超过3.6m,航速不超过5kn的情况下,此船舶仍然能够安全进出港。研究成果为其他港区计算分析船舶吃水、富裕水深及维护频次提供参考。     

基于高精度Boussinesq方程模拟垂直挡板波浪爬升现象

基于高精度速度势Boussinesq方程建立了三维数值波浪水池。在造波区域采用流函数理论生成线性及非线性波浪,消波区域采用人工阻尼函数进行消波。数值水池试验区段采用有限差分方法计算Boussinesq方程中空间导数,并基于四阶龙格库塔方法进行时间步进模拟波浪传播和衍化过程。本文对波浪传播至垂直挡板后反射叠加过程进行数值模拟并与文献结果进行对比验证分析。数值计算结果表明波浪的非线性对于爬升高度具有显著影响。     

基于通航安全的董家口港区理论最低潮面的确定

为了解董家口拟建港口的气象、海浪、潮汐情况,方便船舶安全进出及系泊,根据董家口拟建港址海区设立了临时风、海浪、潮汐观测站,按要求进行一年的波浪、潮汐观测,并与临近的国家海洋局小麦岛海洋站、日照海洋站做相关分析.利用调和分析计算当地的理论最低潮面.当地理论最低潮面的确定,直接影响着某个港区码头前沿高程和停泊水域底标高设计的确定,以及航道设计底高程和设计水深的确定,影响港口码头船舶靠离泊安全和船舶进出港的通航安全;同时,也是港口码头和航道设计及建设活动中控制投资的基础.其高低潮面的确定,直接影响着港口及航道项目投资及运营的经济效益,其意义十分重大.     

风、浪、流荷载组合对跨海桥梁动力响应的影响

为研究跨海桥梁所受风、浪、流环境荷载及其组合影响,采用国际结构安全性联合委员会（JCSS）提出的组合模型将风浪流荷载进行组合,并考虑了风浪流要素之间的相关性,对于风浪相关性采用了耿贝尔联合概率模型,并通过风海流实现了水流与风场的联合. 以某跨海大桥为工程背景,分析了不同荷载组合对主梁动力响应的影响及其机理,并讨论了荷载组合中参与荷载时段和不同波浪场对计算结果的影响. 研究结果表明:风、浪、流荷载对主梁位移响应影响较大,以风为主要荷载的JCSS组合比以波浪和水流为主要荷载的JCSS组合跨中位移响应偏大20%～30%;随机波浪和桥梁横向基阶模态对跨中横向响应贡献显著;主梁不同位置的位移响应受同一环境要素的影响程度不同,主跨跨中响应主要受风荷载的影响,塔梁结合处主梁响应主要受波浪荷载的影响;波浪场采用规则波模拟会低估主梁跨中位移响应.      

河口海岸波浪谱模型中考虑绕射效应方法的比较

讨论了两种河口海岸波浪谱模型WABED和SWAN中考虑绕射效应方法的差异,采用WABED模型计算了垂直入射波浪在无限长双防波堤口门内和椭圆形浅滩地形上的传播与变形,计算结果与物模实验数据、SWAN模型的计算结果以及Sommerfeld理论解进行了对比分析.分析结果表明,这两种方法都能够有效地计算波浪绕射,WABED模型能更好地模拟绕射强度较大的算例.     

规则波中船舶复原力变化计算

基于切片理论,利用3个坐标系之间的转换关系,建立了任意规则波中重力与浮力平衡及纵倾力矩为零的瞬时静平衡方程,提出了任意规则波中船体各横剖面左右舷与波面一组或多组交点的求法及各浸水剖面面积的通用计算法;基于Froude-Krylov假说研究了规则波中船舶的复原力变化.通过对一艘油船的各种瞬时状态的计算,得到波浪中船舶的复原力变化特性.计算结果表明船-波相对位置是影响波浪中复原力变化的一个至关重要因素,且波浪中船舶复原力在横倾大角度时表现出明显的非线性.     

小尺度桩柱与波浪相对运动对结构响应的影响研究

针对海洋工程中常见的小尺度桩柱结构,利用MATLAB软件编写程序,分别计算了基于Airy线性波浪理论和Stokes五阶波理论的考虑结构物与波浪相对运动和不考虑结构物与波浪相对运动情况下结构响应,对比分析了考虑相对运动和不考虑相对运动情况下结构响应的差别,并利用有限元软件ANSYS进行建模求解验证了本文结果的正确性.分析结果表明,两种情况下结构的响应存在较大差异,在实际工程计算中,有必要考虑结构物与波浪的相对运动.     

海洋桥梁施工围堰的波浪压力实测与数值模拟

为研究海洋桥梁施工围堰在波浪作用下波浪压力的分布规律,通过现场实测及数值模拟的方法,对海洋桥梁施工过程中使用的大尺度钢围堰表面波浪压力进行了研究.基于三维绕射理论,使用代表波法,对实测有效波高进行规则波模拟,确定了波压力峰值沿围堰表面的分布规律以及随水深的变化规律,并对围堰表面的波浪动压力峰值进行了分析,并与实测值进行了对比.结果表明:三维绕射理论能合理地模拟围堰表面波压力分布;在绕射效应的影响下,波浪总压力、波浪动压力均呈现出迎浪侧大、背浪侧小的特点,波浪动压最大增幅可达125%;实测总压力随水深增加而增加,波浪动压力峰值随水深增加而减小.     

极端波浪作用下T梁与箱梁受力研究

近海桥梁常采用的箱形截面主梁与T形截面主梁由于几何构型差异较大,在极端波浪(海啸和飓风)作用下波浪力有较大差别.分别以孤立波、椭圆余弦波模拟海啸和飓风波浪,基于RANS方程和SST k-ω湍流模型建立二维数值模型,采用VOF(volume of fluid)法追踪自由液面,对数值水槽造波效果及波浪力计算结果进行验证;在...