不同方法对南黄海重现波高计算值的影响

采用SWAN波浪模型对江苏南黄海地区1979~2018年共40 a的波况进行模拟及验证,将模拟结果与实测资料进行比对,吻合良好。百年重现波高分布通过基于年极值和月极值的广义极值分布函数(GEV)和超阈值取值方法(POT)的广义帕累托分布模型(GP)计算得出。计算结果表明,不同方法的计算结果在辐射沙洲北部地区差别最大,采用月极值所得重现波高偏小,采用年极值计算的重现波高在辐射沙洲南北外围地区最大,其余地区则以POT方法为大值。在分别采用不同数据长度计算重现波高的试验中得出,取月极值的GEV分布计算结果对时间跨度的改变不敏感,而取年极值受之影响最大,POT方法介于两者之间。     

不规则波在斜坡地形破碎区波高分布的数值试验研究

在近岸浅水波浪分布的研究中,格鲁霍夫斯基给出适用于深水波至破碎波的整个浅水域(相对水深η>2)的波高经验分布公式,但该式在波浪发生破碎后的适用性研究欠缺。基于FLOW-3D软件对深水不规则波传播到斜坡地形上波浪发生破碎进行模拟,验证波高沿程分布与试验值的一致性,并模拟在130斜坡地形条件下波浪从有限水深传播到近岸破碎区的沿程波高分布变化。结果表明,在该坡度相对水深η<2.75情况下,格鲁霍夫斯基经验分布公式出现较大误差,不再适用;破碎区各累积率波高与平均波高的比值随相对水深变小呈递减趋势,经验公式值与之相比,总体上呈现出大波偏大、小波偏小的情况。     

超定量系列波浪重现期值研究

首先建立波浪超定量概率模型,提出超定量抽样分组原则以保证数据独立性,通过检验可知该原则下波浪超定量系列能较好地拟合GP分布;提出根据年平均出现频次、是否服从Possion分布和拟合GP情况综合分析判断,寻找合理阈值的方法;分别用GP分布和相应的复合极值分布分析超定量系列,并比较传统的P-III分布,分析可知,采用GP分布和P-GP(Poisson-GP)复合分布计算超定量系列所得的重现期值基本一致,且P-III曲线所得结果接近。     

斜坡堤堤后次生波高试验与计算

根据斜坡堤模型试验结果,给出拟合公式。再采用拟合公式、现有规范公式和研究者给出的经验公式,对斜坡堤不同堤顶高程下越浪产生的堤后次生波高值进行计算。对比计算结果与试验结果,可知拟合公式与试验结果最为接近;分析其他公式计算结果不吻合的原因。结果可为其他允许越浪斜坡堤在堤顶高程设计时的堤后次生波高计算和模型试验提供参考。     

波高对桩柱最大水平波浪力新算法精确性影响

对Morison方程进行适当变形、推演,得到了一种可直接计算近海平台支撑物所受最大水平波浪力的计算方法。将此计算方法与经典计算法进行对比。对比发现,当阻力相对于惯性力起主要作用时,新算法与经典算法所得结论完全一致。当惯性力相对于阻力起主要作用时,新算法存在一定偏差,在该情况下,使用Matlab辅助计算,得到了波高对桩柱最大水平波浪力新算法精确性的影响曲线。     

波浪作用下高桩码头前波峰面高度研究

码头前沿波峰面高度是确定高桩码头面板高程的主要参数之一,主要由码头前沿纵梁、桩帽、靠船构件等上部结构引起的反射波与入射波叠加,产生水面壅高,而高桩码头结构的桩柱间距较大,对波峰面高度影响很小.本文根据微幅波理论和波能流守恒,推导了高桩码头前沿波峰面高度近似解析解,并通过物理模型试验资料验证,理论公式计算结果具有较好的精度,可为工程设计提供科学依据.     

吉布提LNG厂址波浪极值推算

在吉布提LNG厂址的设计过程中,由于当地可用水文资料缺乏,现场观测活动起步晚、持续时间短(仅1 a),无法满足多年重现期设计波浪要素推算的需求,给后续工作带来了较大的困难。以CCMP风场数据作为驱动,基于波作用量平衡方程建立印度洋大范围波浪数学模型、嵌套的亚丁湾中等范围模型及工程区小范围模型,在现场实测资料的基础上,结合同期的Jason卫星轨道资料对模型进行验证对比,模型验证结果良好。在此基础上,计算了1988—2017年的逐时波浪要素过程,并据此构建出年极值波浪序列,利用P-III型分布函数推算工程区深水处的各重现期波浪极值,结合不同水文条件计算得出工程区的设计波浪要素。     

破碎波对随机波统计特性影响的实验研究(英文)

The influence of wave breaking on wave statistics for finite-depth random wave trains is investigated experimentally. This paper is to investigate the influence of wave breaking and water depth on the wave statistics for random waves on water of finite depth. Greater attention is paid to changes in wave statistics due to wave breaking in random wave trains. The results show skewness of surface elevations is independent of wave breaking and kurtosis is suppressed by wave breaking. Finally, the exceedance probabilities for wave heights are also investigated.     

远破波大波高波浪作用下沉箱抗浪稳定性验算

岸壁码头施工中,沉箱受波高为13.62 m的远破波作用极其罕见,在如此大的波高下,沉箱受波峰压力和波谷压力作用,对沉箱的稳定性影响非常大。为提出合理的方案解决该问题,通过受力分析、计算、物模试验相结合的方法,对烟台西港区一期工程C6,C7,C8沉箱,进行了抗滑和抗倾覆稳定性计算,结果和物理模型试验结果相吻合。利用土力学原理,对远破波大波高作用下的已安装并回填的沉箱,可以通过沉箱背后土压力和孔隙充砂增重相结合的方案,利用土压力抵抗波浪力作用的方法,达到沉箱抗滑和抗倾覆稳定性的要求,确保工程的施工安全。     

透空式上部结构开孔沉箱码头波浪反射系数与波峰面高度试验研究*

通过波浪断面物理模型试验,测得开孔沉箱结构码头在不规则波作用下的波浪反射系数和码头前沿波峰面高度.采用单因次分析法,在研究开孔沉箱基本结构对反射系数的主要影响基础上,着重探讨透空式上部结构对反射系数的影响;同时采用同样的方法研究波峰面高度的影响因子.最终拟合出这两个物理量的简化计算式,并用理论方法对波峰面高度的拟合公式加以验证且建立了其与反射系数之间的关系,为工程设计提供参考.     

湖区风浪统计特性的研究

根据湖区的现场观测资料,利用数理统计和理论分析相结合的方法,探讨了湖区的波高和波周期的一元和二元联合分布,并给出了该湖区波浪的各种统计特征值,提出了波高、波周期和两者联合分布的经验分布模式。该公式为确定湖区风浪统计特征值提供依据和参考。     

渔港港内锚地泊稳允许波高比较分析*

渔港泊稳条件一般应包括码头泊稳条件和锚地泊稳条件,从港内锚地泊稳条件入手,介绍了国外发达国家港内锚地允许波高规定,针对我国习惯采用有效波高作为锚地泊稳条件的做法和弊端,以VQY811型渔船(298.4 kW)为代表船型行进验证,提出港内锚地允许波高采用不大于1m最大波高是符合实际的.     

日照港四、五期工程不同结构码头上水和波浪反射试验研究

通过波浪断面物理模型试验,对日照港石臼港区四、五期工程开孔沉箱结构、桩基-重力式复合结构及嵌岩全直桩结构码头的上水高度、上水量、波浪反射系数进行了测定研究,同时得到了码头反射系数与码头面高度的关系。试验结果为工程设计、建设提供了科学依据。     

广西北海近岸海域波浪的分布特征*

通过对广西北海近岸测站1 a实测波浪资料,分析该海域的波浪特征,得出:海域不分方向H1/10年平均值为0.6 m,常浪向为WSW向,出现的频率为15.48%,强浪向为ESE向,观测期间最大波高出现在201409号“威马逊”台风期间,Hmax最大值为8.23 m,对应H1/10值为6.26 m;波高与周期的联合分布基本呈类似斜三角形分布。运用最小二乘法进行回归分析,建立了该海域各特征波高与平均波高的相关关系。     

海龙湾波浪场整体数学模型研究

为了深入研究海龙湾港区的波浪情况,建立了海龙湾波浪场整体数学模型,对港区内外波浪场进行分析研究。利用扩展抛物型缓坡方程完成由外海到港区口门的波浪推演,模拟波浪由外海向近岸港区的传播过程。再利用椭圆型缓坡方程,模拟港区内的波浪分布情况。研究结果表明:推荐设计方案的港区防波堤对主波向的波浪做到很好的掩护,相较比选方案来说港内波浪条件更好,等值线图表明设计推荐方案是合理可行的。总体说来,该模型对海龙湾波浪场的数值模拟是有效的,为工程实际提供了科学合理的参考。     

坡度对波浪统计特征的影响

为了明确坡度对不同波浪统计特征的影响,利用数值模型对波浪在不同坡度斜坡上的传播进行模拟,分析波浪的非线性参数和波高分布等,比较不同坡度下波浪的传播特性。结果表明,在相同条件下,随着波浪在斜坡地形上传播,波高会随着水深的变浅逐渐增大;坡度对于波浪的波高分布具有较大影响,当坡度较大时,波浪传播至斜坡较浅水深时的波高分布接近瑞利分布,当坡度逐渐减小时,相同波高的发生概率逐渐减小;而Ursell参数则不会随着坡度的变化有明显的变化。     

风浪流作用下单船艏艉锚泊允许波高的试验研究

研究风浪、浪流和风浪流联合作用对275HP拖网渔船单船艏艉双锚锚泊时锚泊力和运动量的影响。试验结果表明,风浪作用下的锚泊力和横摇角度均大于纯浪作用的情况;流速小于1.0 m/s时浪流作用下的锚泊力大于纯浪作用的情况,而横摇角度则略小于纯浪作用的结果;风浪流联合作用下的艏艉拉力均大于风浪或浪流作用下的拉力值。由于渔船艏艉受风和受流面积的区别,导致艏拉力时流的影响较大,而艉拉力时则风的影响较大。由于流作用时渔船具有的初始横摇角度对其运动具有抑制,从而风浪流联合作用时的横摇角度要略低于风浪作用下的角度值。在本次试验范围内,当港内同时有10级左右风和小于1.0 m/s流速的流共同作用时,建议允许有效波高取0.6 m比较合适。     

风暴潮增水和台风浪联合分布在北仑港中的应用

通过台风期间北仑港实测潮位、波浪资料统计分析,研究台风期间风暴潮增水特性和统计规律,采用概率统计理论研究风暴潮增水和波浪的相关性,建立风暴潮增水与波高的联合分布,提出考虑风暴潮影响的设计潮位、波浪组合的推算方法。     

东中国海波浪分布特征研究*

以美国国家环境预报中心(NCEP)再分析气象资料作为驱动风场条件,运用第三代海浪模式WAM的第四版本(WAMC4)在西北太平洋海域建立二级嵌套波浪模型,利用连云港、冷家沙现场观测波浪资料对模型进行了验证,检验了该模型在东中国海波浪研究中的适用性.针对东中国海进行了连续60年(1950-2009)的波浪后报模拟,在此基础上开展了东中国海波浪时空分布特征研究.结果表明:四季的平均有效波高等值线与岸线形状基本保持一致,且由南向北逐渐递减;有效波高分布的季节差异显著,冬季浪高最大,其次为秋季,春季、夏季最小.通过对比分析平均波浪要素和5％累积频率波浪要素的定量关系发现,在渤海范围内,5％累积频率有效波高与平均有效波高之比约为2.75,黄海与东海大部该比值则分别约为2.50和2.35,而5％累积频率平均周期与平均周期的比值在整个东中国海范围内约为1.45.     

东中国海波浪分布特征研究

以美国国家环境预报中心(NCEP)再分析气象资料作为驱动风场条件,运用第三代海浪模式WAM的第四版本(WAMC4)在西北太平洋海域建立二级嵌套波浪模型,利用连云港、冷家沙现场观测波浪资料对模型进行了验证,检验了该模型在东中国海波浪研究中的适用性针对东中国海进行了连续60年(1950—2909)的波浪后报模拟,在此基础上开展了东中国海波浪时空分布特征研究.结果表明:四季的平均有效波高等值线与岸线形状基本保持一致,且由南向北逐渐递减;有效波高分布的季节差异显著,冬季浪高最大,其次为秋季,春季、夏季最小。通过对比分析平均波浪要素和5%累积频率波浪要素的定量关系发现,在渤海范围内,5%累积频率有效波高与平均有效波高之比约为2.75,黄海与东海大部该比值则分别约为2.50和2.35,而5%累积频率平均周期与平均周期的比值在整个东中国海范围内约为1.45。