Variational principles in water-wave problems (wave radiation conditions and their variational treatment)

To discuss water-wave problems in unlimited waters, it is important to know what type of wave radiation condition should be placed on a virtual surface corresponding to infinity. For this kind of problem, the Sommerfeld radiation condition is well known. In this article, the condition is extended to treat a case with an incident wave. Furthermore, a more general wave radiation condition is introduced from a different point of view. The above-mentioned wave radiation conditions are introduced into the variational principles of the Kelvin, Hellinnger–Reissner, and Dirichlet type. The Dirichlet-type variational principles are then used in numerical calculations for bending waves in a bar, and the effectiveness of the wave radiation conditions and the variational principles is shown. The numerical results for one-dimensional water-wave problems are then given. As expected, the region required for the numerical solution is reduced drastically compared with that required by the Sommerfeld-type formulation. Furthermore, the amplitude of the diverging wave is obtained in the process of reaching the variational solution. Finally, two-dimensional water-wave problems are briefly discussed. Received: August 9, 2001 / Accepted: September 17, 2001     

航海安全水池三维造波机造波特性与实际波浪模拟应用

对船研所风、浪、流水池造波机的皮特性结合具体工程试验提供一些基本测试参数和使用范围,以波谱形式给出二维不规则波模拟结果,便于今后使用时进行参考。     

车路协同下考虑绿波协调的公交优先控制

在绿波协调控制交叉口群中,为分析公交优先控制对后续交叉口群的扰动,基于车流运行时间偏移分布,以概率期望描述了交叉口各相位绿时左端和右端时长变化引起的后续交叉口群在绿波带内、绿波带间的延误变化;采用组合优化的方法,以交叉口群在车速引导下的公交通行效益优化为上层模型,以交叉口群在公交优先控制下的延误优化为下层模型,对公交引导车速和信号控制参数进行协同优化.通过算例分析表明,公交优先控制模型有效提升了交叉口整体通行效益,最大化减小了对周边交叉口群的不利影响.     

改善进港航道引起港内波能聚集问题的研究

进港航道在口门引起波能聚集,对港内泊稳条件产生不利影响,采用适当工程措施可使该情况有所改善。文中结合某工程实例探讨了包括增加防波堤、清除浅滩和调整航道轴线的三种工程方案,并通过基于Boussinesq方程的波浪数学模型进行了对比试验,结果表明各方案均能达到缓解波能聚集、改善泊稳条件的目的,但改善效果存在一定差异。最后还对试验中采用单方向和多方向波的结果进行了初步对比探讨,对于航道波能聚集影响港内波况的问题,采用单方向不规则波的试验结果将偏于危险。     

我国水运工程测量技术现状及展望

依据《水运工程测量规范》以及现实水运工程测量服务内容首次对水运工程测量进行了详细分类,该分类涵盖了水运工程测量所能提供服务的全部内容,并根据此分类对水运工程测量现阶段的理论发展和应用技术手段状况进行了详细分析,同其他领域中的测绘水平进行了比较分析,综合评价了水运工程测量在现代测绘领域中发展的技术水平和地位。根据目前水运工程测量的实际服务能力指出了水运工程测量行业存在的问题,并就测绘理论和技术手段的发展,针对水运工程测量的特点和今后水运工程发展的实际要求,对水运工程测量的发展方向进行了预测。     

弧形防浪墙波浪力的试验研究

在斜坡式防浪建筑物中,为满足越浪与稳定要求,减少工程投资,常在堤顶设置防浪墙。通过三分力天平对常用的直立式、不同墙底高程和墙高组合下的圆弧式防浪墙进行物理模型试验,直接测量作用其上的波浪力,分析不同形式下防浪墙的整体稳定性,讨论防浪墙形式引起的波浪力的变化关系。     

改进的海浪波包谱

结合实测波浪资料对描述波浪群性的主要特征参数进行了统计和相关性分析,结果表明波群的高度特征和长度特征之间相关性较弱。在此基础上根据渤海和珠江口两地的波浪观测数据,采用合理的无因次化方式,拟合得到一个适于风浪的波包谱经验公式。该公式同时考虑了群高与群长两方面的因素,只要给出波要素和波群的特征参数便可确定波包谱形,便于应用,根据对实测资料波群参数的分析结果,与俞聿修等人先前建议的波包谱公式相比,该公式中给出了更合理的参数取值原则。     

开敞海域淤泥质深水航道设计年回淤量计算方法及应用

连云港港深水航道是开敞海域淤泥质浅滩深水航道的典型。航道回淤规律和实践表明,连云港淤泥质浅滩深水航道中风天回淤量为航道回淤的主体,占年回淤总量的60%左右。由于中风天频率年际变化较大,导致航道年际回淤水平变幅较大。现有设计回淤量计算模式均未考虑风天分级。提出了“按小、中、大3个概化波浪动力计算回淤强度、再组合各自波浪频率得到设计回淤量”的开敞海域淤泥质浅滩深水航道设计年回淤量计算方法。该方法能够较为合理地体现全年波浪水平和波浪频率年际间差异对年回淤量的影响程度,显著提高了设计年回淤量预报精度,为合理确定开敞海域淤泥质浅滩深水航道的设计年回淤量水平和变化范围、正确评价航道的稳定性和技术可行性提供科学依据。经连云港区25万吨级航道和徐圩港区10万吨级航道工程实践检验,预报回淤量与实际回淤量偏差不超过25%。     

非线性兴波数值方法在高速三体船侧体布局方案比较中的应用

为使三体船侧体布局方案阻力性能比较更加可靠,对单体船非线性自由面边界条件的兴波阻力预报程序进行改进,成功开发了考虑升沉和纵倾影响的三体船非线性兴波阻力预报程序,对15种侧体布局方案的Wigley三体船兴波阻力进行计算,并将其与线性薄船理论计算结果、线性自由面条件的Dawson型方法计算结果、模型试验结果进行比较,表明非线性兴波阻力数值方法能够更好地反映三体船兴波阻力特性,用于三体船侧体布局优化设计时较其他2种数值方法更加可靠.     

基于雷达测波现实方向谱的船舶三自由度摇荡研究

X波段测波雷达是一种船载海浪场测量仪器。基于其提供的方向谱数据,利用CFD技术,构建三维数值波浪水池,模拟了船舶垂荡、横摇、纵摇三自由度运动。数值模拟过程中,采用网格整体移动法,避免了大幅运动下解的发散。利用姿态测量仪器对目标船海上实际运动情况进行记录。数值模拟结果同海上实测数据进行谱分析比较,二者吻合良好。