陡墙式海堤平台对波浪爬高影响

通过物理模型试验研究陡墙式海堤复坡平台高程和宽度对波浪爬高的影响。平台越宽对波浪爬高影响越大,平台位于静水位处对波浪爬高影响最大,并得出了受平台影响的波浪爬高折减系数计算公式,可供工程参考使用。     

波浪在混合式海堤上的爬高

本文通过模型试验以及对影响波浪爬高诸主要因素的递推分析法,分析了波高、波长、平台宽、平台顶高程、斜坡坡比及相对水深等因素对混合式海堤上波浪爬高的影响,并给出了计算波浪爬高的经验公式。     

波浪爬高随消波平台宽度变化的一种现象

笔者在水槽中用带平台的复坡式海堤进行断面要素和堤前波要素对波浪爬高影响的试验中,发现在某些条件下,随平台加宽,波浪爬高起先减小,然后增加,接着又减小。在试验范围内,增加的数值已达到0.41米。就笔者接触到的文献中,均未提及这一现象,现有的波浪爬高计算公式中也未予考虑,如果忽视,可能会对海堤工程的安全产生不良后果。     

一种波浪爬高的视频测量方法

波浪爬高的测量是海岸环境监测中的一项重要内容,文中介绍一种采用视频方式测量波浪爬高的方法,并给出波浪爬高时间堆栈图像上端边缘曲线的提取步骤,为进一步求解波浪爬高的相关参数打下基础。     

胜利油田海堤抗浪性能研究

本文试验研究了胜利油田已建海堤三种典型断面和几种新堤结构方案的抗浪性能。比较系统地研究了护面结构型式、反压平台厚度和宽度、潮位变化以及堤面坡度等对波浪爬高和护面结构稳定性的影响。验证了计算波浪爬高的方法,得出了必要的参数。还测定了作用于顶墙上的波浪力,为设计提供依据。     

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。     

波浪爬高

本文论述了斜面坡度、波陡、堤前水深对规则波爬高的影响。认为可以用伊里巴伦数I_r来区分堤前波浪运动形态的变化。利用本次室内模型试验的数据,得到了斜坡和陡墙上的波浪爬高曲线以及斜坡上波浪爬高计算公式。     

多向不规则波浪作用下群墩结构上爬高的计算研究

波浪的方向分布对波浪的传播及其与工程结构物的作用都具有明显影响，目前现有的研究大多是基于单向波浪进行的。为了研究方向分布对群墩结构上的爬高影响，基于规则波浪与群墩作用的理论解，结合多向不规则波浪的造波方法，建立了多向不规则波浪与群墩作用的计算模型，同时进行了物理模型试验对模型的有效性进行了验证。系统地对群墩周围及表面上的波浪爬高进行了计算分析，结果表明，方向分布对波浪爬高具有较大的影响，且不同位置处的影响并不相同，在实际的工程设计中如果按照单向波浪计算，可能低估或者高估群墩周围的爬高。     

波浪在岸滩上的爬高和破碎的数学模拟

为了建立波浪在浅滩海岸地区运动的数学模型,需要模拟波浪在岸滩上的破碎、爬高的全过程。本文提出了用紊流模型来模拟这一过程,研究了几种紊流模型在破碎波计算中的应用。一个新的计算技术—“窄缝法”被用来解决由于波浪在岸滩上的爬高而形成的移动边界问题。     

平台高程与宽度对不规则波爬高的影响

本文研究了复坡平台对不规则波爬高的影响,根据所得试验资料,得到了复坡上不规则波爬高的计算方法及其爬高分布,此计算方法较全面地考虑了风速,平台宽度和平台高程的变化,且可根据爬高分布曲线计算不同累积率的爬高值。     

福建沿海浪潮耦合漫堤风险评估:以台风天兔为例

漫堤是天文潮、风暴潮与海浪等物理要素作用于海堤后海水翻越海堤的物理过程。本文利用天文潮-风暴潮-台风浪耦合模式(ADCIRC+SWAN)、基于非结构三角形网格和高分辨率地理数据(海堤位置和高程、岸线和水深等)构建福建沿海精细化漫堤风险等级评估系统。该系统在近岸网格分辨率最高达50m,可精确刻画福建沿海复杂地形。利用模拟的水位与海浪参数,采用波浪爬高公式计算得到各海堤堤前波浪爬高。按照总水位与波浪爬高之和与海堤高程的对比,将漫堤风险分为五个等级。对2013年的超强台风天兔过程进行后报检验。结果显示,该系统计算的漫堤情况与灾后调查的漫堤实况基本一致,结果准确,说明本研究中采用的漫堤风险评估标准和方法是可行的。在此基础上,设计了4种不同的台风强度等级,对福建沿海206条海堤进行了漫堤风险等级评估,探究台风强度对漫堤风险的影响。结果表明:波浪爬高对漫堤风险的影响高于单纯的风暴潮增水;风暴潮增水随台风强度的增强增量较小,对于漫堤的风险影响较小;福建沿海波浪爬高普遍较高,随着台风强度的增强,波浪爬高会显著增加漫堤的风险等级,且应重视台风浪对海堤造成的冲击所导致的溃堤灾害。本研究可为沿海防灾减灾提供科学依据。     

矩形人工岛波浪爬高的数值模拟

本文基于线性绕射理论,提出了采用波源分布法计算矩形人工岛上波浪爬高的数值模型.在三种入射波向(α=0°、45°、90°)下进行数值计算,所得到的结果与整体模型试验的实测结果进行了比较,二者吻合较好.表明波源分布法是确定波浪爬高的一个有效方法,可为人工岛工程设计提供可靠的高度参数.     

珠江三角洲快速客船船行波模拟及其爬高研究

采用不规则波生波技术模拟珠江三角洲快速客船实测船行波,分别在波浪水槽和波浪水池中进行了船行波模拟试验研究。确定了不同波要素、不同入射角以及不同护岸坡比、平台宽窄、护面层结构等对船行波在斜坡护岸上的爬高影响,取得了船行波在斜坡式护岸上爬高的经验关系式。为珠江三角洲内河航道快速客船船行波作用下护坡的设计提供参考依据。     

陡坡上孤立波爬高的数值模拟

波浪爬高是海岸工程中重要的水动力学问题之一,其数值模拟方法通常是通过离散Navier-Stokes方程或Boussinesq方程实现的,其中基于光滑粒子流体动力学方法是近年发展起来的。本文应用该方法模拟相同水深下,不同波高的孤立波在45(°)陡坡上的爬高,模拟结果与理论计算结果及已有物理模型试验结果进行了对比,并模拟出孤立波激散破碎过程及粒子分布和速度场的变化过程。结果表明,对密度近似方程进行重新初始化保持了流场内的质量守恒,同时整个计算域内的压力分布更加规则,说明光滑粒子流体动力学法在波浪爬高计算中的有效性。     

刚性植物对聚焦波爬坡影响的数值模拟

基于开源程序非静压模型NHWAVE(Non-Hydrostatic Water Wave Model),建立了高精度二维数值波浪水槽,系统研究了非淹没刚性植物对聚焦波爬坡的影响规律,并分析了有效波高、植物区密度和长度等因素对局部最大波高衰减系数、总波能耗散系数和最大波浪爬高的影响。研究结果表明：当聚焦波向岸传播时,局部最大波高衰减系数和总波能耗散系数均随有效波高、植物区密度和植物区长度的增大而增大。聚焦波的最大爬高随有效波高的增大而增大,随植物区密度和植物区长度的增大而减小。随着植物区密度和长度的增大,波峰聚焦的聚焦波相比波谷聚焦的聚焦波有着更大的最大波浪爬高。结果可为进一步认识沿岸防浪林对聚焦波浪的衰减效应和沿海地区的防灾减灾建设提供参考依据。     

非线性波浪绕射问题的有限元-无限元解法

本文基于作者在文献中给出的二阶绕射问题的无穷远场条件及无穷远场解,构造了一个适用于二阶绕射问题的无限元。无限元中沿径向(r方向)的插值与二阶绕射问题的远场高阶渐近解的r方向变化规律相同。本文利用内域有限元与外域无限元协调匹配的方法,在二阶逼近的意义下求解了非线性圆柱体绕射问题,给出了波力与波浪爬高的解。本文求出的由二阶势在物面上积分所表达的二阶力部分与Taylor与Hung用一阶势及一个假想的辐射势在自由表面上积分所表达的对应的二阶力部分完全吻合。本文给出的波力与波浪爬高计算结果分别与Chakrabati的波力实验及Isaacson的波浪爬高实验进行了比较,结果吻合得相当好。     

港珠澳大桥西人工岛桥结合段波浪演变数值模拟

近年来海洋极端天气频发,港珠澳大桥西人工岛地处外海,与其相连接的桥梁非通航跨的桥面高程较低,容易受到海浪侵袭,威胁到岛桥功能的正常发挥和结构自身安全。针对西人工岛桥结合部周围的复杂地形条件,采用OpenFOAM^®开源程序,分别对S、SSW和SW三个方向的极端波浪进行了数值模拟。通过数值计算结果与物理模型试验测量值的比较验证了的模型的准确性。分析了不同方向入射波的波高和沿岛体斜坡爬高的变化规律。随着波浪入射角的增大,人工岛南侧斜坡的波浪爬高呈逐渐减小,但在岛体西端靠近桥梁的位置处,波浪爬高逐渐增大;同时也反映了越浪和桥面上水风险的大小。研究旨在为实际工程的管理和设计提供参考。     

考虑波浪影响的警戒潮位核定规范在深圳沿海的应用

以深圳沿海为例,对考虑波浪影响的《警戒潮位核定规范》在沿海警戒潮位核定工作中的应用进行了研究。为核定深圳市警戒潮位值,对深圳市沿海防潮能力、防潮重点区域及历史潮灾情况进行了调查梳理,建立了堤防能力和潮灾情况资料库。将深圳市沿海划分为4个核定岸段,确定了岸段等级,结合岸段保护目标的社会经济情况、水文气象要素特征等的统计分析结果,计算各岸段重现期潮位和波浪爬高等要素,确定警戒潮位核定修正值,最终得到深圳沿海4个核定岸段的四色警戒潮位值,为深圳市风暴潮灾害预警和防灾减灾提供支持。重点介绍了对波浪重现期要素和波浪爬高的计算,以供参考。     

海堤上波浪爬高与越浪计算分析

基于线性波理论,采用VOF法、RNG k-ε的湍流模型,通过FLUENT软件平台的二次开发功能实现了质量源造波。利用多孔介质模型,在动量方程里添加多孔介质源项,对斜坡堤上铺设异型块体时的爬高与越浪进行了数值模拟,并通过模拟爬高值率定出FLUENT中多孔阻力系数与多种异形块体糙渗系数之间的关系,进而建立了可供实际应用的海堤上波浪爬高与越浪数值模型。     

大糙率礁面影响下珊瑚礁海岸附近规则波演化及爬高试验研究

本文通过波浪水槽试验研究了大糙率礁面影响下波浪沿礁的演化和爬高规律，测试了一系列规则波工况并对比了光滑礁面和粗糙礁面的情况。结果分析表明：二次谐波是礁坪上透射波的重要组成成分，粗糙礁面使主频波和二次谐波减小，对更高阶波的影响不显著；相对礁坪水深是描述礁坪上波浪透射的关键参数，礁面从光滑变为粗糙时海岸附近透射系数显著减小，能量衰减系数平均增大了8%，但礁前反射系数与礁面糙率之间无明显关系；礁后岸滩爬高随着透射波高的增大而增长，最后拟合了本文试验条件下珊瑚礁大糙率礁面预测规则波爬高的关系式。