风浪对直立堤的作用力

本文就计算风浪对直立堤作用总压力的线性理论进行了修正.这种修正在于:(1)风浪对堤作用引起的动压力场采用非线性的伯努利方程;(2)计算风浪作用于直立堤的波总压力时,不同于Крылов等人的方式,我们考虑了堤前海面波动的影响,堤前波面高度分布采用Gram-Charlier分布. 文中以最为普遍的形式给出了风浪对堤作用的总压力期望值和方差的表示式,同时讨论了求最大峰、谷总压力的方法.经用沙子口港和古镇口港实测资料检验,计算结果令人满意.     

海啸波作用下直立堤局部冲刷实验研究

基于波浪水槽动床实验,开展海啸波作用下直立堤局部冲刷实验研究。对海啸波上爬和回落过程、岸滩演变和直立 堤局部冲刷形态进行测量。在利用实测数据验证基础上,结合 FLOW 3D 进行数值模拟流场计算分析。研究结果表明,直立堤 的修建对岸滩起到明显的保护作用,但是直立堤两侧会出现明显的局部冲刷。直立堤向岸侧局部冲刷主要发生在海啸上爬时 刻,堤脚处形成的涡流是局部冲刷形成的主要原因。直立堤离岸侧的局部冲刷主要由海啸波回落水流越过堤顶生成水跌形成 的,随着直立堤堤顶高度的增加,最大局部冲刷深度会逐渐减小。     

作用于直立堤上的波总压力概率分布

长期以来,海浪与直立堤的相互作用问题一直是海岸工程研究中为人们所重视的课题之一.至今,在工程设计计算中,关于海浪对直立堤作用的波压力计算方法,大都仍采用规则波的研究结果.几十年来,通过实验室和液体波动理论进行了大量的规则波与直立堤相互作用的研究,提出了相当数量的试验与理论成果,其中目前较为广泛采用的有森佛罗(Sainflou)、米许(Miche)-贝塞尔(Biesel)等一阶及二阶近似立波压力方法.     

随机波作用下吸能沉箱防波堤的水动力学研究

本文研究了随机波作用下吸能沉箱防波堤的各水动力特性。喷嘴负荷用最小二乘法进行线性处理。用局部有限元法求解流场。理论表明吸能沉箱防堤的吸能效率在不同的有效波周期处均较高,作用在其上的波力亦比传统直立堤的小。     

海浪对直立堤作用力的研究

海浪对水工建筑物作用的研究是具有十分重要意义的.目前直立堤在海岸工程中仍然是一种广为采用的结构型式.众所周知,很早以来,人们就波浪对直立堤的作用力问题进行了广泛的研究,获得了不少成功的结果.但至今在工程设计中,关于海浪对直立堤作用力的计算方法仍是把复杂的海浪抽象成为规则波的形式,根据规则波的波高、周期来计算,并且大都借室内规则波的模型试验进行验证与订正.在这种计算过程中,目前多数在求得海浪参数时,是考虑了海浪的不规则性的,但在波压力计算本身,则又从规则波理论出发.因此,为建立工程上实用的海浪对直立堤作用力的计算方法,国内外都从各种途径进行着研究.     

规则波与直立堤相互作用的数值模拟

为研究不同的数值模拟方式对直立堤波压力的模拟情况,以及直立堤上波压力随入射波周期变化的情况,本文基于XFLOW与FLOW-3D分别建立数值水槽,模拟了二阶斯托克斯波与直立堤相互作用的情况,并对结果进行了分析。研究表明：模拟所得结果均与物理试验结果吻合较好,但FLOW-3D模拟结果的误差更小;此外,在入射波波高不变的情况下,随着入射波周期的增加,作用于防波堤迎浪面各测点的波压力整体趋势基本相同,波峰作用时,波压力逐渐增大,且增幅均匀减小;在极端高水位时波浪周期T达到120%,或者设计高水位时波浪周期T达到130%的情况下,波压力基本稳定;波谷作用时,波压力先减小,当周期T达到110%后,波压力基本稳定。     

圆形沉箱防波堤波压力的试验分析

通过断面物理模型试验,获得了圆形沉箱结构直立堤在各种工况组合下,承受水平波压力、底部浮托力的大量数据信息。对这些数据进行了分析总结,得出了有关圆形沉箱直立堤波浪力的分布规律。     

直立堤前波浪和波压力统计特征

基于1987年和1988年夏季在古镇口港直立堤前的实测资料,对波浪和波压力连续记录进行了统计分析和谱估计,研究了在堤前海浪不发生破碎条件下,堤前波浪和堤面不同高程上压力波的波面高度概率分布、堤前波浪波高和周期与波压力幅度和周期的概率分布特征、入射波行近提前过程中的谱变化及堤面不同高程上压力谱的变化特征。主要结果总结在本文最后一节。     

直立堤前波浪和波压力概率特征

随着海上石油、矿物资源的开发和航运事业的发展,要求在海上建立更多的水工建筑物和码头。目前,直墙式水工建筑物仍是工程建设中广为采用的结构型式,为选取其最优结构,必须知道该建筑物前波浪及作用力的概率特征,这关系到工程设计中对直墙式水工建筑物的稳定度和强度的计算。因此,研究自然条件下直立堤前的波浪、波压力概率特征,对建立一种考虑海浪的不规则性来计算作用于直立堤上波压力的工程计算方法是具有重要意义的。自六十年代末,国外就开始观测和研究海浪对直立堤的作用。近年来,我们在     

立波作用下堤前冲刷特性及预报

本文对立波作用下堤前海床的冲刷进行了系统的研究,指出了立波作用下直立堤前海庆的冲刷形态;分析堤前冲刷机理;提出了堤前冲刷形态的判别标准;给出了反映粒径效应的堤前冲刷深度公式;研究了突基床尺度对堤前冲刷的影响规律.     

直立堤不规则波波浪力研究进展

综述了直立堤不规则波波浪力的研究方法,并围绕这些方法介绍了淡规则波作用下直立堤上波浪力的研究进展。这些研究涉及直立堤前的波浪形态、频谱及方向谱下的波浪力、物理模型的比尺效应、谱分析的有关成果和数学模型的应用等几方面。     

V形防波堤与圆弧型防波堤之浅水波绕射作用的比较

应用椭圆余弦波的绕射理论,推导了V形防波堤的浅水波浪绕射解析解,从而对现有的Airy微幅波理论进行了有效拓展。据此理论对V形防波堤的浅水波绕射作用进行了解析计算,并与几何形状相近的圆弧型防波堤结果加以了对比。结果表明：椭圆余弦波理论计算的V形防波堤最大波浪力和最大绕射波面明显大于微幅波理论的对应值。本方法适用于张角180°的有限长直立薄壁防波堤的浅水波绕射作用计算,从而将无限长直立薄壁堤的反射波理论加以有效拓展。张角同为120°的V形堤与圆弧堤的堤后防浪效果相近,而180°圆弧堤的堤后防浪效果优于张角90°的V形堤。     

植物对孤立波作用下直立堤局部冲刷影响实验研究

基于水槽实验,研究植物对孤立波作用下直立堤局部冲刷的影响。通过改变实验入射波高、植物带的宽度和密度,分析各要素对直立堤局部冲刷的影响。实验对波高沿程变化、孤立波越堤、回落过程以及地形演变进行全程的测量和记录,并进行有无植物带保护的直立堤局部冲刷对比分析。结果表明,植物带的存在,使得堤后相对最大冲刷深度显著减小,堤前冲刷形态由单峰式"L"型变为双峰式淤积沙坝形态,且冲刷位置由原堤脚前移至植物带所在位置,冲刷范围大幅增加。减小植物带密度或者植物带宽度会使近岸侧或是离岸侧的相对最大冲刷深度和相对最大淤积高度有增大的趋势,但是当入射波高增大时,二者的影响不显著。该研究对实际工程中植物带的合理布置提出了具有参考性的建议,对减少堤防工程的冲刷和损失有一定现实意义。     

不完全立波的二维数值波浪水槽模拟

利用二维数值波浪水槽研究波浪在防波堤前的运动状态.模型选用Navier-Stokes方程作为基本方程,以有限元法对基本方程进行离散.以直立堤前完全立波和越浪条件的不完全立波、斜坡堤前的不完全立波等典型情况的模拟为基础,组合这些典型情况模拟削角堤前不完全立波运动,探讨其堤前波面、波节点及波腹点位置、波压力等特性变化.     

直立堤前海床的局部冲刷

对不规则波作用下直立堤前海床的局部冲刷进行了研究。研究了由于波浪作用导致床面的底沙运动,从而造成提前海床的局部冲刷,即所谓的“相对粒沙”的情况。报导了;(1)堤前海床面为水平、堤下无基床情况下的堤前局部冲刷,以及堤下有明基床时基床尺度对堤前局部冲刷的影响;(2)堤前海床面为斜坡面时堤前的局部冲刷,以及当堤下有明基床时基床尺度对堤前局部冲刷的影响;(3)从波浪作用下床面边界层的理论分析出发,对于在不规则波作用下,离堤面愈远处的冲刷坑深度愈小的事实给出了解释。     

不同结构离岸式潜堤消浪效果试验研究

在某保滩促淤工程中,应用了离岸式潜堤技术。为了验证其不同结构形式的消浪效果,通过物理模型试验,对斜坡堤、大圆筒以及板桩直立堤的3种潜堤断面,在3种不同水位、波高作用下的消波效果作观测比较,并对其结果进行分析研究,旨在为工程设计和建设提供科学依据。     

斜向和多向不规则波对直立堤平均越浪量研究

通过三维波浪模型试验研究了斜向和多向不规则波对直立堤的越浪量。分别按平均越浪量和单波最大越浪量进行研究,探讨了平均越浪量随相对堤高、波浪方向、波浪方向分布宽度、波陡和相对水深等影响因素的变化规律,导得了斜向和多向不规则波作用于直立堤上的平均越浪量的计算公式。     

直立堤前为任意地形时立波运动的数值分析

本文利用MAC法(marker and cell method)对直立堤前求解域为任意形状(有突基床存在、海床起伏)的情况下立波波面及流场进行了数值分析,得到了实验资料及现有理论近似解的验证。在计算中为克服因堤面反射给入流界条件的确定带来的困难,我们根据立波形成的原理采用了”镜像法“技术。通过算例分析,揭示了当突基床尺度足够大时立波波节和波腹的位置向堤面方向前移从而波长缩短的原因,指出了因突基床的存在堤前立波节点附近离堤和向堤的水平流速分布的不对称性。     

双层直立圆弧型防波堤上绕射波浪力的解析计算

基于微幅波绕射理论,应用特征函数展开法,推导了双层直立圆弧型透空防波堤的波浪绕射解析解,从而将已有的比例边界有限元法拓展为解析算法,并据此对外层与内层防波堤所受波浪载荷进行了解析计算。计算结果表明:应用本文方法对直立透空圆环柱的绕射波浪载荷进行验证计算,所得结果与现有的解析解完全吻合,说明方法可靠。双层堤较单层堤能更有效地减弱波浪作用。波浪的入射角度和特征参数、防波堤张角与半径、防波堤透空系数以及水深等因素的相对变化对双层堤的波浪作用均存在一定影响。     

管式透空防波堤反射系数的计算

本文从规则波的研究入手,基于反射波与入射波势函数线性叠加的概念,利用积分形式的流量连续性条件来处理透空堤面上的间断边界条件,确定了规则波与管式透空堤相互作用时的反射系数。在此基础上,利用线性海浪谱的概念,分析了海浪与管式透空堤的相互作用问题。通过对模型试验结果的分析表明,本文提出的理论与实验结果符合良好。