基于OpenFOAM的港内波场数值模拟研究*

掌握港内的波高分布特征对港口布局建设意义重大，物理模型制模成本较高、过程较为复杂，相关的数值模拟大多仅考虑了由防波堤口门传播进来的波浪影响，而忽略了越浪作用。针对这些局限性，基于开源软件OpenFOAM，建立环抱形直立式防波堤的三维数值波浪水池，将越浪与不越浪情况下的数值计算结果和物理模型试验结果进行比较，验证数值模型的准确性。结果表明：该模型能够较好地模拟堤顶越浪过程及港内波高分布情况，可用于优化港口布局的进一步研究。     

半圆型潜堤后的波高分析

半圆型潜堤后的波高将由绕射波高与传递波高迭加而成。提出了对绕射波由数模确定,而传递由物模确定的一种复合计算方法。根据物模试验结果,给出了半圆型潜堤的传递系数以及将用于绕射数模分析中的反射系数的计算公式。     

长江口水文要素时空分布特征

搜集实测资料分析2016—2019年大通站流量、北槽中站流速等长江口水文要素变化特征.结果表明:1)近4年,大通站径流年总量与往年平均值接近,年内最大月均流量出现在7—8月,最小值出现在10月—次年2月.2)北槽高、低潮位和潮差月平均值年内呈单峰型分布,峰值出现在8—10月;3个不同位置测站变化趋势基本一致,南槽东月平...     

船体垂荡运动及环境波高对月池内流体的影响

针对环境波高和船体垂荡运动对月池内流体运动的影响,本文采用CFD与模型试验相结合的方法,以某含月池的深拖母船为研究对象,数值模拟在不同幅值规则波激励下月池内流体自由液面爬升,结果显示,波浪幅值线性增加时,月池内流体液面增加呈非线性。分析船体在波浪中的垂荡运动和船体静水中做不同频率的垂荡简谐运动时月池内流体运动,结果显示船体垂荡运动存在明显双峰特性,且在船体垂荡运动频率为月池内流体共振频率时,月池内流体液面爬升最明显。     

基于实测数据的最大波高公式探究

在海岸及海洋防灾减灾以及设计波浪的推算中,最大波高的计算是至关重要的。基于瑞利分布的最大波高公式,不能体现谱宽因素的影响,由该公式得出的理论最大波高要高于实际值。通过分析挪威海10年实测波浪定点观测数据,发现随着谱宽的增加,H_(max)/H_s逐渐减小,并拟合出包含谱宽参数的最大波高公式,简单易用,实用性强。     

三船并排首尾锚泊时港内允许波高的试验研究

目前我国渔港港内锚地允许波高是参照国外规定根据经验确定的,国内缺乏相应研究。以212 k W(275 HP)拖网渔船为代表船型进行三船并排首尾锚泊的物理模型试验,研究不规则波作用下并排渔船的锚泊力及运动量的情况,同时与单船锚泊时的结果进行对比。结果表明:三船并排锚泊时内侧非直接受浪作用的渔船,其拉力和横摇角度均大于最外侧直接受浪作用的渔船;当港内波高较大且周期也较大时,三船并排锚泊比单船锚泊安全性更高些;在本次试验范围内,三船并排首尾双锚锚泊时的允许有效波高比单船允许的波高要偏大,建议取为0.9 m。     

波浪正向入射作用于直立堤上波压力的研究

通过大量的室内试验,深入研究了波浪正向入射时,立波压力与堤前波高的关系,并与各家公式进行对比,证明堤前波高作为控制参数的可靠性。     

轻质沙沙波形态水槽试验研究

动床模型试验中,在满足相似性条件基础上,仍可能会出现轻质沙沙波一定程度的异常发育现象,这一偏差将影响阻力相似及水流、泥沙运动状态。为寻求扼制轻质沙沙波异常发育的有效途径,借助水槽试验,通过控制变量法分析不同水流条件、不同粒径、不同密度条件下轻质沙沙波形态变化。研究表明:在本试验水流条件下(Fr=0.10～0.32,U/Uc=0.8～2.5),利用U/Uc可更全面地表达其与轻质沙沙波形态的变化关系;在合理范围内增大轻质沙粒径及密度,可使相对波高及波长粒径比减小;基于詹义正公式,建立本试验条件下轻质沙沙波Δ/h与U/Uc的拟合公式。