波浪上托力作用下高桩码头结构的动力分析

通过有限元计算软件ANSYS,对波浪上托力作用下高桩码头结构进行动力分析。研究结果表明：波浪缓变压强 作用下,采用动力计算和采用静力计算得到的码头结构各处的内力基本相同,波浪缓变压强可等效为静力来计算码头结构 内力;波浪冲击压强作用下,采用动力计算得到的码头结构内力明显小于静力计算结果,波浪冲击压作用下的高桩码头结构 宜进行动力分析;由于波浪上托力频率与码头结构自振频率相差甚远,因此其作用下的高桩码头结构不会产生共振现象。     

高桩码头设计中波浪力计算方法的探讨

透空式高桩码头上部结构与波浪相互作用的问题非常复杂,现行规范找不到计算依据。在无规范依据情况下, 高桩码头设计时一般采用《海港码头结构设计手册》中进行波对码头上部结构作用力公式进行计算。根据设计手册相关 公式,提出了采用AutoCAD制图软件绘制理论波面的图形计算方法。并通过在AutoCAD中调整波面与码头结构断面相对位 置,分工况计算了某工程实例,供工程设计时参考。     

3D numerical modeling of wave forces on tandem fixed cylinders using the BEM

In this paper a 3D numerical model was developed to study the complicated interaction between waves and a set of tandem fixed cylinders.The fluid was considered to be inviscid and irrotational.Therefore,the Helmholtz equation was used as a governing equation.The boundary element method（BEM） was adopted to discretize the relevant equations.Open boundaries were used in far fields of the study domain.Linear waves were generated and propagated towards tandem fixed cylinders to estimate the forces applied on them.Special attention was paid to consideration of the effect on varying non-dimensional cylinder radius and distance between cylinders,ka and kd on forces and trapped modes.The middle cylinder wave forces and trapped modes in a set of nine tandem cylinders were validated utilizing analytical data.The comparisons confirm the accuracy of the model.The results of the inline wave force estimation on n tandem cylinders show that the critical cylinder in the row is the middle one for odd numbers of cylinders.Furthermore the results show that the critical trapped mode effect occurs for normalized cylinder radiuses close to 0.5 and 1.0.Finally the force estimation for n tandem cylinders confirms that force amplitude of the middle cylinder versus normalized separation distance fluctuates about that of a single cylinder.     

浅水区波浪特征的变化

基于波浪整体物理模型试验结果,研究了波浪从深水到浅水传播过程中的变化。结果显示,波浪从深水区传至浅水区后在一定位置处,波高统计值明显增大,波面过程分布从深水区的正态分布变为浅水区的三参数Weibull分布,而谱型则由深水区的JONSWAP谱变为浅水的Wallops谱。     

基于OpenFOAM的沉箱与梳式防波堤水动力特性比较*

为比较沉箱与梳式防波堤水动力特性的差异,基于OpenFOAM建立了波浪与上述两种结构相互作用的数值模型,分析不同周期作用下反射系数、波浪压强与流场分布特征。结果表明：1）随相对堤宽的增大,沉箱防波堤对波浪的反射系数较梳式防波堤大。2）不同测点处的波浪压强差异显著,梳式防波堤背板处的波浪压强较沉箱防波堤迎浪面相应处波浪压强明显增大。3）梳式防波堤在梳齿空腔内的水体流速较沉箱防波堤迎浪面前方显著增大。4）建议在实际工程中选择梳式防波堤。     

海堤外坡坡度对波浪溢流量的影响*

针对极端海况下海堤外坡坡度对波浪溢流量的影响问题,开展了一系列水槽试验研究。通过比较不同外坡坡度下的波浪溢流量,剖析海堤外坡坡度对波浪溢流量的影响。研究发现：1）在-0.6＜Rc/Hm0＜0的范围内波浪溢流量受到海堤外坡坡度的显著影响;2）在此范围内,当海堤外坡坡度从1∶1.5变化到1∶4.25时,同等波浪条件下的波浪溢流越堤量呈现先减小后略有增加的趋势。依据试验结果给出了考虑海堤外坡坡度的波浪溢流量经验公式,可为极端工况下的海堤安全评估和防护提供参考依据。     

港珠澳大桥岛桥结合部结构的波浪力试验研究*

港珠澳大桥岛桥结合部桥面高程较低,设计水位和波浪条件下波浪对岛桥结合部的桥面、人工岛等结构作用复杂且较强。通过三维物理模型试验对岛桥结合部结构的波浪力进行试验研究。结果表明：1）设计水位和波浪条件下,岛桥结合部单跨箱梁结构的无量纲波浪水平力最大为0.7F/（ρgA2H1%）,无量纲波浪上托力最大为0.2F/（ρgA1H1%）。2）在S（正向0°）和SSW（22.5°）方向波浪作用下,波浪力大于其他方向的结果。3）随着水位抬高、超高变小,岛桥结合部桥面箱梁结构受到的波浪上托力和水平力均变大。4）无量纲上托压强最大为2.0p/（ρgH1%）,无量纲水平压强最大为1.9p/（ρgH1%）。     

考虑流体粘性作用的双体船运动和波浪载荷预报

利用源汇分布法计算双体(或多体)剖面的水动力系数,在此基础上,对二维切片理论在双体船的垂向运动和波浪载荷预报上的应用进行了拓展,考虑了流体粘性的作用,比较了不同航速、不同片体间距和片体间水动力相互干扰等因素对运动和载荷预报的影响.算例结果表明,该方法能较好地预报双体船在规则波中的运动响应和波浪载荷.     

滑行艇波浪中纵向运动理论预报的新方法

分析了现有滑行艇纵向运动理论预报方法的不足;根据滑行艇的艇型特点以及模型静水阻力试验和规则波、不规则波的试验结果,提出了滑行艇纵向运动的基本假设;建立了计及浮性和滑行力、滑行力矩影响的滑行艇纵向运动基本方程,提出了预报滑行艇纵向运动的实用计算方法(滑航法)并编制了理论预报程序;比较了忽略浮态变化的全排水量法、只考虑浮态变化的浮航法、同时考虑浮态变化和滑行力、滑行力矩影响的滑航法的计算值和实验值的差别,指出在预报滑行艇纵向运动时,低速宜采用金排水量法或浮航法,中高速时宜采用滑航法.     

斜坡堤护面肩台宽度优化的试验研究

在港口及海岸工程中,斜坡堤是一种传统的、广为采用的结构形式。文章通过模型试验,分析了波浪作用下不同肩台宽度对斜坡堤断面的稳定性、越浪量和胸墙受力情况的影响,对斜坡堤护面肩台宽度进行了调整,达到了优化的目的。