非结构化网格在印尼亚齐电厂温排水模型中的应用研究

印尼亚齐(ACEH)电厂取水口温升是判断工程平面布置方案优劣的关键。应用局部加密的非结构化网格建立了平面二维潮流温排水数学模型。该模型能很好地描述复杂地形,既保证了工程区域水动力计算精度,也减少了计算量。在水动力计算过程中考虑了洋流和季风等长周期动力因素,研究了温排水在这种长周期动力条件下的扩散规律。计算了不同布置方案条件下温排水的影响范围,对不同布置方案进行了评价。     

长周期波作用下强输沙率海岸岛式防波堤平面设计

针对长周期涌浪作用下强输沙率海岸的码头总平面设计问题,以贝宁湾某配套工作船码头项目为例,采用岛式防波堤方案。利用波浪数模试验、泥沙冲淤数模试验等方法验证岛堤平面设计的合理性,解决了平面布局问题。基于日本规范对船舶竖向位移进行初步计算,并利用水动力有限元分析方法对规范计算结果进行对比验证,解决了长周期波条件下的航道设计水深问题。结果表明：1）在长周期波、强输沙率条件下,波浪掩护决定口门朝向、岛堤轴线等布局条件;2）岛堤与破波线距离、进港航道水深是决定岛式防波堤平面位置的控制性因素,须合理论证和计算;3）日本规范计算方法较适用于长周期波条件下的航道水深设计,建议在类似工程中使用。     

长周期波海域泊位作业效率计算方法

长周期波对船舶作业影响较大。针对受长周期波影响的泊位作业效率问题，提出了一种全新的解决方法。即通过海洋、港航领域的多个数学模型、特征分析等一系列方法得到受长周期波影响的泊位作业效率。通过对某港口进行一系列的计算分析，得出了不同控制标准下平均泊位作业效率，验证了方法的合理性和可操作性。该方法对受长周期影响且无实测资料或实测资料周期较短的港航工程建设有重要的意义，也为业内类似工程提供参考。     

长周期波浪作用下斜坡式引堤结构设计分析

针对长周期波浪周期长、波能大的特点,本文以具体工程为例,分析了长周期波浪对斜坡式引堤结构稳定性的影响,并结合波浪物理模型断面试验结果和工程造价对方案进行优化设计,为该类工程提供借鉴.     

长周期波浪冲击下胸墙受力试验

以长周期波浪冲击下斜坡式结构顶部胸墙为研究对象,通过物模试验研究其波浪荷载,并与中国规范和美国CEM手册的计算结果进行对比。在此基础上,进行孤立胸墙的验证试验。结果表明,中国规范和美国CEM手册所采纳的经验公式,均未充分体现长周期波浪破碎对胸墙受力的影响;两种方法的计算结果较为接近,但与物模试验结果差异较大。试验结果相当于规范结果的5倍。因此,在进行长周期波海区工程设计时,应特别注意长周期波浪对胸墙的破碎冲击作用,不能仅用规范公式进行计算,应按规范要求进行物理模型试验。     

深水铺管海域涌浪谱峰周期测试技术研究

深水海底管道铺设中,长周期涌浪频率与深水铺管船振动频率接近,易引发结构物与海上涌浪的耦合共振,导致工程风险甚至引起海上事故。文章提出了一种基于双目立体视觉原理的海上长周期涌浪谱峰周期现场测试方法,并针对我国某海域的深水长周期涌浪进行了海上测试,为铺管海域涌浪谱峰周期监测提供了新的方法与借鉴。     

港口长周期波问题的应对措施

针对长周期波带来的港口作业问题,研究国外港口缓解长周期波成功案例,凝练出抑制长周期波波源、优化平面布局、构建消波结构物、改进系泊配置、开发预报系统等5个方面的应对措施。研究表明,抛石斜坡堤（宽度不小于30 m）、真空系泊系统（MoorMasterTM、Auto Moor等）和液压系泊系统（ShoreTension?）为行之有效且低成本的对策,可供类似工程参考。     

中长周期波下防波堤导航灯基础波浪力计算方法

作为防波堤导航灯的基础,其所处位置一般为整个码头工程中波浪条件最为恶劣的区域,而导航灯基础又兼具防浪墙及独立墩柱的双重特性,因此其波浪力的计算较为复杂。基于实际工程项目,通过中外不同规范、手册对防波堤导航灯基础波浪力计算方法进行对比分析,并结合物模试验结果,提出在中长周期波作用下,为保证导航灯基础的稳定并留有一定富余,建议其波浪力采用Morison公式进行计算,同时需采用Martin公式对波浪力计算结果进行复核。分析成果可为类似项目及国内规范修订提供参考。     

椭圆余弦波理论在波峰面上升高度计算中的应用

在开敞式高桩码头的设计中,波峰面上升高度是确定上部结构顶面高程的重要因素。针对波峰面上升高度的计算理论问题,对二阶斯托克斯波和椭圆余弦波理论进行论述。结合西非某工程案例,采用不同理论计算各控制点的波要素。结果表明:在长周期波浪作用海域,计算波峰面上升高度前应首先计算相对水深,当d0.125L时,采用二阶斯托克斯波理论计算结果误差较大,采用椭圆余弦波理论计算结果更符合实际情况。     

基于PIANC的码头前沿波浪富裕深度分析

PIANC提出了从船舶等级、船舶装载度、水深、波高、浪向和航速共6个影响因素分析计算港池和航道的水域波浪富裕深度。针对码头前沿波浪富裕深度,引入了PIANC关于波浪富裕深度的计算方法。并详细分析了PIANC关于码头前沿波浪富裕深度的计算方法的适应性,简要探讨了长周期波浪引起的船舶垂直运动量。重点对PIANC计算方法进行简化,并与中国规范进行了对比分析,对PIANC计算方法简化后的码头前沿波浪富裕系数K0取值提供了建议,为工程相关设计提供参考。     

长周期波浪影响下连片式码头系泊布置优化

为改善长周期波浪影响下连片式码头的泊稳条件,结合工程实例,利用数值分析软件分析长周期波浪作用下连片式码头系泊船舶的缆绳张力、船舶运动量特点,提出改善长周期波浪影响下泊位系泊稳定性的关键因素。结果表明,随着波周期的增大,系泊船舶的缆绳张力、船舶运动量均会显著增大;系泊优化的关键在于增加系泊体系的弹性以便吸收船舶的动能量。系泊优化措施包括增加缆绳长度、采用非刚性缆绳系泊或增加缆绳的尼龙尾缆长度。采取系泊优化措施后,可大幅降低长周期波浪作用下缆绳张力,达到系泊布置优化目的。     

基于动态系泊软件的泊位敏感性分析及不可作业时间研究

以非洲某港为例,将影响船舶作业的风、浪、流等主要因素进行敏感性分析,找出各影响因素的特点及规律,确定典型工况计算数量,使用MIKE21MA软件进行系泊分析,将计算结果与控制标准进行比较,通过与波高、周期联合频率分布结合推算不可作业时间。结果表明：单考虑系泊条件,完全不稳定系泊时间占9.41%（37 d）,瞬时不稳定系泊时间占41.4%（148 d）,完全稳定系泊时间占49.19%（约180 d）;本工程确定不可作业时间的方法可推广至类似的受长周期波影响的码头工程,敏感性分析可以在有限资源条件下,减少计算组次、提高计算效率。     

长周期波浪下大型船舶系泊安全特性模拟研究

针对大型船舶在开敞和半开敞深水泊位靠泊期间,遭遇长周期波浪冲击时,船舶运动对系泊安全的影响,尚未有全面认识和研究。通过MOSES平台模拟试验,计算了大型船舶系泊状态下受长周期波浪对船舶运动量变化情况,以及缆绳和护舷受力状况,探讨了长周期波浪对大型船舶系泊安全的影响,并针对性的提出了安全对策措施。     

长周期波浪在礁盘陡变地形上的变形研究

随着岛礁工程建设的发展,长周期波浪在岛礁地形上变形研究有非常重要的现实意义。以马尔代夫机场岛近岸礁盘地形为研究背景,通过格林法则、椭圆余弦波等理论方法对波浪浅水变形进行计算,利用断面物理模型试验进行对比分析;开展岛礁地形的整体物理模型试验,研究长周期波浪在岛礁地形上的变形,分析岛礁地形上的波高增大系数。     

斜向长周期涌浪作用下斜坡式防波堤结构稳定性优化

海外港口工程大部分位于以长周期涌浪影响为主的海域,长周期涌浪对防波堤的作用尚未得到全面认识和研究,尤其是斜向入射的情况。以某一具体港口防波堤工程为例,通过波浪局部整体物理模型试验,对斜向长周期涌浪作用下斜坡堤结构的稳定性进行了研究,并根据试验结果对原方案进行优化,提出了稳定的斜坡堤结构。研究结果表明,斜向波浪作用时,相同水深、波向以及波高情况下,入射波浪周期越长则护面块石失稳率越大;相同水深、波高以及波浪周期情况下,波浪15°角斜向入射时沿堤形成的沿堤流对护面的冲蚀破坏作用比波浪基本顺向入射时的情况更为强烈,护面块石失稳率相比较大。     

中长周期波浪条件下船舶航迹带宽度研究

针对现行《海港总平面设计规范》中航迹带宽度计算在中长周期波浪条件下存在的不足,对比分析国外航道规范中的研究成果,并通过船舶操纵模拟试验等技术手段,运用船舶外缘包络线法统计分析了不同航速、不同吨级的散货船在各种中长周期波工况下的航迹带宽度,给出了中长周期波浪条件下的波浪附加宽度参考值,并与国外规范中的设计取值进行了对比.     

外海长周期波浪作用下的斜坡堤结构设计

长周期涌浪和风浪的混合浪具有周期长、波能大的特点，该种环境下的斜坡堤结构设计不能简单地参照现行规范执行。依托某已建工程，采用计算及理论分析对其设计过程和物理模型试验验证过程进行对比分析，得出适用于外海长周期混合浪作用下的斜坡堤结构设计要点。结果表明，外坡护面块体的选用和防浪墙顶高程确定等设计需要额外考虑经验系数；墙后堤顶和堤后斜坡需要格外加强，堤顶尽量选用合适的防浪墙结构形式；现行规范的护底块石计算公式在浅水条件下并不适用。     

海岸地区长周期地貌模型研究进展

海岸地区的长周期地貌演变关系到了人类对海岸带资源的合理开发、保护及可持续利用。研究者不断改进和提高了海岸地区长周期地貌模型的适用性和可靠性。文章从发展概况、时空尺度、计算原理、信息约减技术以及模型应用等方面简述了海岸地区长周期地貌模型的研究进展,并认为模型的理论、技术还可进一步提高,模型的应用范围还可拓展到更大尺度。     

港池长周期波浪振荡试验研究

港池长周期波浪振荡对港内泊稳条件极为不利,严重危害港内船舶的正常停靠与作业。通过物理模型试验,对某港内长周期波浪振荡和放大情况进行研究。结果表明,在短周期波浪作用下,港内发生了明显的长波振荡,5.47 m波高作用下港池长周期波浪波高可达0.4 m,在633、320和200 s附近的长波谱图均有明显峰值。通过港内外波浪能量对比发现,0.008 Hz以下频率港外波浪能量远不及港内波浪,港域内部在320和200 s附近的长波能量最大被放大5倍。研究结果可为类似工程长周期波浪防治提供参考。     

涌浪及长周期波作用下打桩船动态响应试验研究

工程船舶由近岸施工逐渐走向外海施工,然而非洲和拉丁美洲的一些国家海域波浪周期较大,对工程船舶安全作业带来很大困难。通过物理模型试验,系统研究了打桩船在涌浪长周期波作用下的动态响应,给出船舶运动量随波浪的变化规律,特别是波浪周期接近船舶自振周期或锚泊系统自振周期时,船舶的运动量增大明显。有关研究成果可为打桩船外海作业特别是涌浪长周期波海域施工作业提供技术参考和支撑。