弧形防波堤波浪力试验研究

在圆筒形防波堤和V形防波堤的基础上,结合离岸堤后形成V形和半圆形连续出现的韵律海岸的地貌平面形态特点,提出一种前墙为连续的半圆筒形防波堤形式。通过在波浪水槽内进行规则波物理模型试验,探究这一新型防波堤的波压力分布规律及波高、周期、水深等因素对波压力的影响。将试验结果与海港水文公式和合田良实公式计算的理论值对比分析,给出了以合田良实公式的折减系数来拟合新型弧形防波堤波浪总水平力的计算公式。结果表明:新型弧形防波堤上的波压力随波高、周期的增大而增大,其水平波浪总力比同等尺度直墙少10%左右。     

圆筒型FPSO阻尼结构的阻尼性能研究

针对圆筒型海上储油装置FPSO,研究其不同类型阻尼结构的阻尼性能,以便有效减小此类结构的垂荡运动。提出U型和倒U型两种不同的圆筒型FPSO阻尼结构型式,采用CFD方法模拟浮体的强迫运动,计算分析阻尼结构的阻尼特性,对比了传统垂荡板结构、U型阻尼结构、倒U型阻尼结构的阻尼性能,详细分析阻尼结构的不同参数包括高度、筒体间距、开孔情况等三个因素对于阻尼特性的影响,基于CFD方法,分析了不同阻尼结构阻尼形成的机理。计算分析表明,倒U型阻尼性能最好,U型和倒U型阻尼结构与筒体间距增大后阻尼增大,阻尼结构高度增加或开孔增加后阻尼降低。     

波浪作用下沙质海床上大直径圆筒结构动态响应的实验研究

通过物理模型实验,对沙质海床上沉入式大直径圆筒结构对波浪的动态响应进行了较系统的实验研究。实验中考虑了大直径圆筒、波浪和海床三者之间的耦合作用,并实时记录了大直径圆筒结构的动态响应。实验数据分析表明,大直径圆筒在波浪作用下的动态响应以大圆筒随波浪的前后摆动为主,其摆动轴心并不是固定不变的。最后通过回归分析给出了估算大直径圆筒摆动转角幅值的经验公式。     

堆石防波堤不规则波浪反射系数试验研究

结合物理模型试验,分析斜坡坡度、波陡、相对水深、护面类型和破波参数等因素对堆石防波堤不规则波浪反射系数的影响规律。将常用的Van der Meer公式,Seelig公式,Postma公式和Davison公式计算值和实测值进行比较,并结合试验数据,基于有效波高和平均周期定义的Iribarren数,得出堆石防波堤不规则波浪反射系数经验公式。结果表明,该公式能较好地计算不规则波作用下块石和扭王块体护面堆石防波堤波浪反射系数。     

圆筒水下爆炸冲击响应

旨在研究声固耦合法模拟水下爆炸对圆筒的冲击,运用大型有限元软件 ABAQUS 声固耦合算法分别对密封圆筒与透水圆筒水下爆炸模型进行计算分析,并与理论公式结果进行对比分析。结果表明：利用 ABAQUS 声固耦合算法可以比较准确地模拟圆筒水下爆炸分析,能够满足工程要求;另外,在相同的水下爆炸作用下,透水圆筒比密封圆筒具有更好的抗爆炸和抗冲击性能。     

圆筒形水工建筑物波浪荷工的试验研究

在圆筒形水工建筑物的波压力测定试验基础上 ,通过多种波压力理论计算方法进行计算、比较和分析 ,采用半经验半理论方法 ,探讨性地提出一种适合圆筒形水工建筑物波浪荷载的分布及计算方法 ,该法表现形式简单 ,计算结果接近实测值 ,可为相关的工程设计提供参考依据     

沉入式大圆筒结构码头工作机理离心模型试验研究

沉入式大圆筒结构码头，由于筒体下部有一定长度嵌入港地泥面以下的地基土层中，因此，其工作机理不仅不同于其它挡土岸壁式码头，而且也有别于基床式大圆铜结构码头。本文介绍了用土工物理离心试验对这一结构形式码头工作机理所作的研究，就沉入式大圆的深高比、径高比和筒壁摩擦作用对工作性状影响规律进行了初步研究，另外还尝试测定了大圆筒侧壁土压力分布规律，并探讨了码头面沉降发展趋势特征。     

明基床上开孔沉箱稳定性试验研究

通过水槽内规则波以及不规则波作用下明基床上开孔沉箱的稳定性试验,分析研究了三种基床高度上开孔沉箱的稳定性与相对基床高度、消浪室相对宽度、相对水深、波陡以及开孔率等因素间的相关关系,并利用最小二乘法给出开孔沉箱最小自重与其影响因素间的拟合公式,同时将计算值与试验值进行比较,二者吻合较好,试验结果可供工程设计参考应用。     

典型圆筒码头结构安全性检测评估研究

针对圆筒码头结构特点,在现场检测和结构安全性评估方面进行了研究,然后结合一种特殊圆筒码头结构实例进行了现场检测和结构安全评估介绍。研究发现,该特殊圆筒码头结构与一般的重力式码头和高桩码头结构有较大不同,在进行结构检测时应专门制定检测方案;结构安全性评估时应重点对结构倾覆、结构滑移及重要构件进行安全计算,以确保结构安全。     

高桩挡板透空式防波堤消浪性能数值研究

以RANS方程为控制方程,基于有限体积法,在动量方程中添加源项,建立了具有造波‐消波功能的数值波浪水槽。利用建立的源项造波数值波浪水槽,模拟了高桩挡板透空式防波堤在规则波作用下的消浪效果,完整地再现了堤前堤后的流态,分析了挡板相对入水深度对透浪系数的影响。在与试验值及拉帕公式对比后发现,数模计算结果与试验值较接近,拉帕公式偏大。研究了堤顶相对宽度、相对水深、相对波高对透浪系数的影响并提出修正公式,修正公式与计算值和试验值吻合较好。     

强非线性规则波在防波堤上爬高公式研究

为了研究波浪非线性对爬高的影响,解决防波堤等工程设计的实际问题,通过对数学模型试验、物理模型试验、规范公式得到的防波堤波浪爬高对比分析,分析了非线性主要影响参数厄塞尔数、相对水深和波陡对波浪爬高的影响规律,指出规范公式计算时存在的缺陷,并对其计算公式、适用范围进行修正、拟合,得到了强非线性规则波浪爬高的计算方法,可适用于斜坡堤断面的波浪爬高计算,与物理模型试验和数学模型试验结果对比表明,新的波浪爬高计算公式具有较好的计算精度,研究结果可为防波堤等实际工程设计提供重要参考。     

扭王字块体护面斜坡堤越浪量试验研究

针对现行规范中缺少扭王字块体护面斜坡堤越浪量的计算方法,考虑波陡、相对水深、相对堤顶超高、相对坡肩宽度、相对胸墙高度和相对块体尺寸等影响因素,通过波浪水槽物模试验,运用多元回归方法,给出了扭王字块体斜坡堤越浪量中护面结构影响系数和平均越浪量的计算公式。与试验值和其它计算公式进行了验证对比,结果基本吻合,具有一致性的规律。研究成果丰富了规范内容,对斜坡堤工程设计具有重要参考意义。     

Experimental Study of Wave Pressure on a Breakwater Pier

Test studies on the wave pressure on a breakwater pier show that the influence of transmissivewave pressure on the outside wall of the breakwater pier is considerable,when the width of the pier is notvery large.The variations of transmissive wave pressure on the breakwater pier with different widths arecompared and the relationship is obtained between relative transmitting distance b/L and wave pressurereduction factor K,which may be used in the design of similar breakwater piers.     

基于粘性流模型的筒型基础防波堤波浪力数值分析

筒型基础防波堤是一种新型港口海岸工程结构,其基础上部是由连续排列的圆筒构成的直立防浪墙.采用粘性流数值模型,研究连续圆筒防波堤上波浪力竖向分布、水平(沿圆筒环向)分布和波浪力合力特性,并对粘性流数值模型计算的平面直墙波浪力与海港水文规范方法计算结果;粘性流数值模型计算的连续圆筒墙面波浪力与平面直墙波浪力;无限长连续圆筒墙面波浪力与有限长连续圆筒墙面波浪力进行比较分析.针对所选工程算例,建议按<海港水文规范>中平面直墙波浪力计算方法确定连续圆筒防波堤上的波浪力时,波峰时考虑0.90左右的折减系数,波谷时考虑0.95左右的折减系数.     

Wave Forces on Submerged Semi-Circular Breakwater and Similar Structures

—The results of design and experiment of a submerged semi-circular breakwater at the Yangtzeestuary show that the submerged structure will be unsafe when the general empirical wave force formulafor semi-circular breakwater is used in design.Therefore,a new calculation method for the wave forces act-ing on a submerged semi-circular structure is given in this paper,in which the wave force acting on the in-side circumference of semi-circular arch is included,and the phase modification coefficient in the generalempirical formula is adjusted as well.The new wave force calculation method has been verified by the re-sults of seven related physical model tests and adopted in the design of the south esturary jetty of the firststage project of Deep Channel Improvement Project of the Yangtze River Estuary,the total jetty length be-ing 17.5km.     

The Nonlinear Wave Force on a Circular Cylinder in Shallow Water

Based on the 1st order cnoidal wave theory, the nonlinear wave diffraction around a circular cylinder in shallow water is studied in this paper. The equation of the wave surface around the cylinder is formulated and by using this formula the wave surface elevation on the cylinder surface can be obtained. In this paper, the formula for calculating the cnoidal wave force on a circular cylinder is also derived. For the wave conditions which are often encountered in practical engineering designs, the ratios of the nonlinear wave forces to the linear wave forces are calculated, and the results are plotted in this paper for design purposes. In order to verify the theoretical results, model tests are conducted. After comparing the test results with the theoretical ones, it is concluded that, in shallow water, for the case of T g / d~(1/2) > 8-10 and H / d > 0.3, the cnoidal wave theory should be used to calculate the wave action on a cylindrical pier.     

Analysis of heaving and swaying motion of a floating breakwater by finite element method

This paper presents an application of the finite element method (FEM) to analyse hydrodynamic properties of a floating breakwater in heaving and swaying motions. The breakwater body is considered as an elliptical cylinder and its aspect ratio b/a is varied from 0.5 to 1.5 to examine shape effects. Comparison of FEM solution with an existing theoretical solution shows good agreement. The dependency of hydrodynamic properties such as added mass, damping coefficient, dynamic pressure distribution and wave amplitude on the frequency of the oscillation is established.     

波浪作用下方块石护面稳定性研究

护面是海堤和护岸的重要结构,直接抵御波浪作用,可采用人工块体、块石等,种类繁多。采用紧密排列方块石作为护面结构是一种景观性较好的型式,依据方块石厚度不同能抵御不同大小的波浪作用。干砌条石及干砌块石护面曾有一些规范给出过计算方法,但现行规范没有相关内容可供设计参考,已有计算方法的理论分析还存在不足。当波浪与斜坡堤相互作用时,方块石护面出现位移或脱落可能发生在波浪回落最低阶段、波浪破碎打击阶段及破后爬高水流作用阶段,通过研究得到了不同阶段波浪对方块石护面作用力的计算方法。在波浪回落最低阶段,考虑了护面及其下方垫层渗透性影响,通过理论分析建立了低渗透护面浮托压强计算模型,采用物模试验将计算结果与试验测量值进行了对比分析,结果表明总体趋势符合,量值接近;在波浪破碎冲击阶段,基于射流冲击作用原理,提出了波浪在斜坡面破碎冲击压强计算方法,通过试验分析了波浪破碎水深波高比与破波相似参数的关系,利用浅水波理论计算了波浪破碎冲击水流流速;在爬高水流作用阶段,提出了水流引起的方块石护面垂直浮托力及水平拖曳力的计算方法,通过试验结果拟合了浮托力系数和拖曳力系数,验证了水流作用下护面的受力特征。最后,针对方块...     

基于多元线性回归函数的波浪荷载实验研究

在实际工程实验与研究中，根据最小二乘法估计理论，进行多元线性回归分析是一种常见的数据处理方法。大直径圆柱壳结构是近年来在港口海洋工程中出现的一种新型结构。在大直径圆柱壳结构波浪力实验的基础上，引入多元线性回归函数对作用在大直径圆柱壳结构上的波浪力及其弯矩的计算进行了分析，并尝试给出作用在该结构上的波浪荷载公式。     

新型开孔工字板组合式防波堤波浪力特性试验研究

开孔工字板组合式防波堤是基于透空板式防波堤的一种新型结构形式,具有自重轻、材料省的特点。为充分了解新型开孔组合式防波堤的受力特性,基于室内水槽物理模型试验,测量新型开孔工字板组合式防波堤上的波压力与结构总力,研究相对波高H/d、相对波长L/B对该新型防波堤结构表面压力的影响,讨论了该新型防波堤所受波浪力荷载与相对波高H/d、相对波长L/B的关系。结果表明,相对波高H/d是决定新型防波堤结构表面波压力和结构总力的主要影响因素。该新型防波堤结构波浪力荷载以垂直方向受力为主,新型防波堤结构所受竖向总力远大于水平总力,最大可达到15倍。新型防波堤水平总力随相对波长L/B先增大后趋于稳定。相对波长L/B=3.617是防波堤结构水平总力变化幅度的分界点。