离岸潜堤在海岛沙滩整治中的应用

在海滩整治与海岸防护中,离岸潜堤是一种运用较为广泛而有效的手段。本工程以福建某海岛沙滩整治修复工程为例,数值模拟了离岸潜堤的养滩促淤效应,并针对性的提出了分段式离岸潜堤的建设方案。     

潜堤掩护港域波浪传播数值模拟

采用基于Boussinesq方程的平面二维波浪数学模型,将潜堤作为动边界处理,对潜堤掩护港域的波浪传播变形进行数值模拟研究。首先,采用Ohyama等的潜堤试验数据,就数学模型对人工潜堤上波浪传播变形问题的适用性进行验证探讨;其次,针对某渔港外部潜堤防护工程,采用数学模型进行波浪场推算,分析潜堤的消浪过程,同时将模拟得出的波浪透射系数与国内外经验公式计算值进行对比,结果表明该数值模拟方法是有效的。     

潜堤透射系数经验公式的验证

开展潜堤数值模拟研究的关键问题在于潜堤透射系数的确定.根据断面物理模型试验测得的潜堤透射系数对国内外众多计算潜堤透射系数的经验公式进行验证,发现杨正己的经验公式计算结果与实测值吻合度较高,且略偏于安全,可作为潜堤数值模拟时估算波浪透射系数的一种辅助手段.     

简析岛堤式布置在内河码头的应用

以浙能嘉兴独山煤炭中转码头工程的内河码头设计为例,针对面积受限的内河港池水域条件,提出了水域内布置3个作业岛堤的平面布置方案并对其特点进行分析。采用仿真模拟的方法对岛堤式布置方案的船舶通航组织进行了研究,研究结果表明该种岛堤式布置对解决内河港池水域面积的不足问题有一定借鉴意义。     

潜堤及透浪式建筑物的波浪数值模拟研究

在工程设计中会遇到大范围潜堤及透浪式建筑物条件下的泊稳问题,物理模型试验受场地限制难以实施。尚无有效的解决实际工程问题的平面二维数值模拟方法。文章以某港为例,采用断面物理模型试验和数学模型试验相结合的方法,将断面物理模型试验实测的透射系数作为数学模型的输入条件,通过在数学模型中设置虚拟潜堤的方法有效模拟了潜堤的透射和反射。该方法为解决潜堤及透浪式建筑物的越浪与透浪问题,提出了一种有效的数、物模相结合的数值模拟方法,为港口总平面设计提供了科学的研究依据。     

波浪荷载对斜坡式潜堤作用的数值分析

基于动量源数值造波消波技术,运用Fluent软件成功地模拟了在不同的斜坡角角度和水深组合下斜坡式潜堤所受的波浪作用。通过分析斜坡角角度和水深对斜坡潜堤所受波浪力的影响,得出斜坡潜堤所受波浪力受水深影响较大、受斜坡角角度影响较小。该研究为进一步深入研究斜坡潜堤在波浪动力荷载作用下的力学行为提供计算模型,并为实际工程设计提供了有价值的参考。     

基于δ-SPH方法的多孔潜堤共振反射数值模拟研究

基于δ-SPH方法,通过在控制方程中引入介质阻力项,建立波浪与多孔潜堤相互作用的数值波浪水槽。对比数值模拟结果与物理模型试验结果,发现二者符合良好,验证了数值模型的可靠性。通过数值算例分析,研究了波浪参数、多孔潜堤参数等对双排梯形多孔潜堤Bragg共振反射的影响。研究表明:当入射波长约为2倍潜堤中心间距时,潜堤发生主频共振反射;波浪未破碎情况下,入射波高的变化对共振反射影响较小;降低堤顶水深、增加潜堤中心间距或增加潜堤宽度能够增强共振反射;当梯形潜堤顶宽固定时,主频反射系数随坡度增大而减小,当潜堤底宽固定时,主频反射系数随坡度增大而增大。文章数值模型能够有效模拟波浪与多孔介质潜堤的相互作用,可为工程设计提供参考。     

小溪滩枢纽下游导流堤布置及形式优化

针对小溪滩电站建成后枢纽调度、人工采砂等因素引起枢纽下游河道水沙特征、河道水位和流量发生改变的问题,结合引航道导流堤工程布置,进行变化地形条件下的枢纽下游通航水流条件分析与复核研究。采用数值模拟的方法,建立枢纽下游二维水动力数值模拟模型,对导流堤布置形式、尺寸参数等进行优化,通过多方案数值计算和成果对比分析,提出枢纽下游引航道导流堤建议布置方案,既满足变化地形条件下的通航水流条件要求,又降低了原设计方案对河道行洪能力的影响。     

规则波作用下组合式潜堤消浪性能试验研究

通过物理模型试验对梯形和矩形组合式潜堤的消浪性能进行研究,比较组合式潜堤与单排布置潜堤的消浪性能,分析堤顶水深、波高、间距及组合堤排数等因素对潜堤透射系数Kt的影响。试验结果表明:组合式潜堤的透射系数随着堤顶水深的增加而增加,随着波高的增大而减小;组合式潜堤排数越多消浪效果越好,可根据实际工程需要恰当地选择潜堤的布置排数。     

大型港口潜堤越浪后港内波况研究

采用波浪物理模型和数学模型相结合的方式,研究了大型港口潜堤越浪后港内的波况。基于断面物理模型试验,测定了波浪在潜堤的堤前和越堤后的传播规律,通过数学模型研究了波浪传播到港内的波况。对天津临港工业区的港内波况进行了分析研究,分别对TK-2D的缓坡方程波浪数学模型和MIKE21的BW波浪模型的模拟结果进行对比,结果表明2种波浪数学模型均可模拟潜堤越浪对港内波高的影响,但对于潜堤越浪后次生波的衰减特性模拟均不够准确,有待于进一步研究。     

潜堤在海滩整治与改造中的运用

文中以三亚三美湾海滩整治与改造工程为例,从潜堤的平面布置、结构型式、潜堤顶高程的确定、潜堤的透射系数数值模拟及经验公式的计算结果对比等多方面探讨了潜堤在U型高能海湾海滩整治与改造的作用和实际效果。     

深水半潜式起重船J-Lay系统布置研究

为适应多功能作业需求,大型深水半潜式起重船往往配备J型铺管系统。由于起重船吊机占有很大甲板面积和重量,J型铺管系统的布置对结构强度、船舶稳性等都有较大影响。通过对国际上已有深水半潜式起重船J-lay系统的布置方案进行对比分析,提出了深水半潜式起重船J-Lay系统布置的优选方案。     

基于有限体积法的平面二维水流数学模型的改进

在基于有限体积法的近岸水流数学模型中,单元交界面数值通量的计算精度、潜堤淹没和出露交替的模拟以及动边界技术都是至关重要的。首先通过加入数值通量底坡补偿项对Osher格式的数值通量计算格式进行了改进;又提出单元淹没度的概念,提高了模型在模拟潜堤出露和潮间带干湿变化中的适应性。利用典型算例对模型进行了验证,得到了满意的结果。     

斜坡式潜堤上波浪力的解析计算方法

针对波浪荷载作用下的斜坡式潜堤结构,基于流速势和动量原理,从堤前波浪的入射和反射入手,推导出斜坡式潜堤上波浪力的解析方程,并将解析方程计算结果与通用数值计算软件fluent的计算结果进行对比。计算结果表明,解析计算方法准确实用。     

FVCOM模型在潜堤附近水流运动模拟中的应用

采用FVCOM中的导堤—丁坝模块,对上挑形淹没丁坝附近的水流进行数值模拟,并与已有物理模型试验观测到的自由水面线和流速分布资料进行了比较。结果表明,FVCOM模型模拟结果与试验结果有较好的一致性,模型能够合理描述潜堤顶部过水现象,反映潜堤附近三维环流特征。     

不同结构形式潜堤消浪性能物理模型试验研究

波浪经过透水结构的传播是波波相互作用非线性的过程,难以用数学模型进行准确模拟。针对这一复杂问题,选取了矩形、梯形、三角形、半圆形4种结构形式的潜堤,采用波浪断面物理模型试验的方法对这4种结构形式潜堤的消浪特性进行了研究。选取常用的影响因子,分析4种潜堤在波浪作用下透射系数随影响因子的变化规律,并通过经验公式对试验结果进行验证。研究结果表明潜堤消浪性能受入射波浪要素、潜堤相对堤顶水深、潜堤自身尺寸等因素影响较大。     

不同护面块体潜堤的消浪特性试验研究

以斜坡式潜堤为研究对象,通过物理模型试验的方法,选取相对淹没水深、护面结构形式的糙渗系数、坡度等因素的变化对潜堤消浪特性的影响进行了研究。首先,分析了在规则波作用下相对淹没水深、护面结构形式的糙渗系数、坡度等因素对潜堤透射系数的变化规律,得到了各因素对潜堤透射系数影响程度,同时给出了波浪在潜堤附近传播时沿程波高变化情况。其次,采用与规则波相同的研究方法,分析了在不规则波作用下相对淹没水深、护面结构形式的糙渗系数、坡度等因素对潜堤透射系数的变化规律,得到了各因素对潜堤透射系数的影响程度,并给出了波浪在潜堤附近的沿程变化情况。     

某离岸人工岛平面方案论证*

在分析水文泥沙资料的基础上,采用海岸地貌、潮流数值模拟、物理模型试验等技术手段,对建于粉砂质海岸的某离岸人工岛平面方案进行研究论证.研究结果表明,人工岛的建设对流场的影响范围仅限于岛南北侧500 m和东西侧1 500m范围之内,平面布置与潮流、波浪相适应,所采取的护岛潜堤、长短平护等防护措施有效,平面布置方案合理可行.     

柔性水囊潜堤消波机理研究

柔性水囊潜堤由橡胶制成、内部充水,具有结构简单、造价低廉等优点,能较好满足人工岛、跨海桥梁、海洋平台等基础设施建设工程对简单便携、拆装方便的临时防波堤的需求。论文基于自主研发的数学模型开展规则波与半圆柱形柔性水囊潜堤相互作用的数值模拟研究,开展了模型试验验证,重点探究柔性水囊潜堤与规则波相互作用过程中的消波机理,分析不同内压对水囊结构消波性能的影响。     

瓯江南口封堵方案研究

使用二维波浪潮流泥沙数学模型研究手段,通过工程实施前后的波浪场、二维潮流场、泥沙场、地形冲淤变化场的数值模拟和分析,对复杂的瓯江河口南口封堵工程的各种方案进行了研究,从对周围水沙环境影响角度论证了南口封堵工程方案的可行性。研究结果表明,将现潜堤加高的南口完全封堵方案是基本可行的,南口半堵方案是完全可行的。建议瓯江南口从半堵起步,逐步完成南口的完全封堵。