透空式水平板波浪上托力冲击压强试验研究

首先对以往波浪作用下透空式平板上托力研究进行了回顾,在此基础上,通过系列模型试验,对波浪上托力产生的机理进行了详细的分析和论述,认为透空式平板下波浪上托力主要由一个迅速上升的冲击压强和一个缓慢变化的压强构成,其中冲击压强通常远大于缓变压强,起主导作用,影响其大小的最直接因素为几何因素(即波浪冲击角)、动力因素(包括波高、波速等)和空气垫层因素,由此通过对各影响因素的分析,得到最大冲击压强计算公式,大量试验资料表明,该公式与实验值有着较好的一致性。     

透空式水平板波浪总上托力试验研究

通过系列模型试验,对透空水平板下波浪总上托力进行了研究,结果表明：平板下最大总上托力并不与最大冲击压强同步发生。为此,依据试验结果对波浪总上托力产生机理和影响因素进行详细分析,提出透空水平板波浪最大总上托力的计算公式,试验结果表明,该公式与实验值有着较好的一致性。     

透空式水平板波浪上托力计算方法

在透空式平板波浪上托力试验研究基础上,针对实际工程应用要求,提出相对简便的透空式平板下波浪局部上托力和最大总上托力计算方法,包括上托力大小、分布宽度和发生位置。对具体工程实例的计算结果表明,该方法与实验值有着较好的一致性。     

斜坡上封闭式水平板波浪上托力分布试验研究

通过系列模型试验,对斜坡上尾部封闭式平板结构波浪上托力沿板宽分布进行了详细分析,提出板下最大冲击压强和最大总上托力并不一定同时出现,其分布形态可分为局部冲击型和均匀型。由于封闭空气层和底部斜坡影响,较大总上托力形成机理不尽一致,其均匀分布宽度也不相同,可分为气压型和反射型两类,由此提出分类标准,并分别得到压强分布的计算公式。     

挡板透空码头水平波浪力计算方法的探讨

目前,对透空式高桩梁板码头的桩基和墩柱波浪力的计算,现行《海港水文规范》中有相应的公式,但对一侧增设挡浪板及上部结构构件的透空式高桩梁板码头水平波浪力的计算,规范并没有明确规定相应的计算公式。从挡板透空码头设计中水平波浪力的计算分析入手,说明挡板波浪力采用不同计算方法的差异性,并针对某设计工程进行了实例分析,通过相关文献、现行规范及物理模型试验等三种不同方法所得计算结果的比较,探讨一种适合挡板透空码头的水平波浪力的计算方法,供工程设计时参考。     

波浪对透空外双壁筒柱的绕射

应用透空壁内流体速度与两壁间压力差成正比的线性模型，建立了外壁透空的双筒圆柱对波浪绕射的解析解。通过数值计算研究了外壁透空率的大小、内外柱半径之比等因素对桩柱上总波浪作用力和波面高度的影响。数值结果表明圆柱外壁透空系数的增加，将明显地降低圆柱周围的波浪高度和圆柱上的波浪力；内外柱径之比的大小对波浪力和波高的最大值无太大影响，而对波浪力剧烈衰减区的位置和波高的振荡周期有决定作用。     

规则波作用下透空格栅板式防波堤波浪力试验研究

透空格栅板式防波堤是一种新型防波堤结构,为了促进该结构在实际工程中的应用,论文通过模型试验研究其所受波浪点压力和波浪总力的特征。试验结果表明,在规则波作用下,下层水平格栅板所受波浪点压力较上层水平格栅板大,且防波堤中前端波浪点压力分布不规律;相对板宽B/L对该防波堤所受波浪总力的影响较大,相对板间距S/h对其整体稳定性的影响次之,而相对波高H/h主要影响该防波堤的垂向受力;此外,当上层水平格栅板与静水面齐平且孔隙率相对较大时,该防波堤所受波浪总力最小,对其整体稳定性最有利。     

透空式防波堤周围的非线性波浪传播的数值模拟

对非线形波浪在透空式防波堤周围的波浪变形进行了数值模拟,在Boussinesq波浪方程中加入与透空建筑物有关的新的耗散项,从而界定了透空建筑物引起的部分反射和透射,波浪折射衍射的传播过程通过控制方程求解。波浪控制方程通过有限差分方法求解。模型应用于模拟波浪经过具有部分反射的群桩式透空结构,结果表明透空式防波堤可以有效地衰减波浪,是重力式结构的一种替代形式。     

透空管防波堤上的波浪力

对透空管组成的防波堤波浪反射、传递系数和堤上波浪力等水动力学特征进行研究.在对透空管非线性消耗波能机理分析基础上,采用一种简单的线性化方法,导出一组所有参数都是事先知道的、完全封闭的公式.波浪反射系数和堤上波压力与波浪力计算结果与试验吻合较好.     

多层挡板桩基透空式防波堤消浪特性试验研究

本文回顾了已有的关于透空式防波堤的波浪透射率的理论计算方法,分析了多层挡板桩基透空式防波堤的消浪机理。结合防波堤断面波浪试验,探讨多层挡板桩基透空式防波堤的消浪特性。研究结果表明多层挡板桩基透空式防波堤能够显著消减波浪,它的应用突破了透空式防波堤仅适用于小尺度风浪水域的经验。研究发现影响防波堤消浪效果的因素中,挡板的透空率和设置方式的影响最为显著。文中提出的减小波浪透射率的方法可供设计部门参考。     

Wave uplift force on horizontal panels: a laboratory study

Accurate estimation of wave uplift force is essential to the designs of reliable coastal and marine structures.We presents a series of laboratory work here on the impact of regular waves on horizontal panels,from which an empirical formula to estimate accurately the wave uplift force on panels is established.The laboratory measurements show that the wave uplift force depends mainly on the incident wave height,the wave period,the wave length,the panel width,and the clearance between the subsurface of the panel and the still water level.Among these factors,the impact of the panel width on uplift forces is relatively complicated.Result shows that the relative panel width(i.e.,the ratio of panel width to wave length)plays a more important role in estimating the wave uplift force.Based on our comprehensive laboratory measurements,we further developed an empirical formula to compute wave uplift force on horizontal panels through dimensionless analysis.Compared with other empirical formulas,this formula uses dimensionless variables of clear physical meanings,thus can describe the interaction between waves and the panels in a better way.In addition,the efficiency of the formula to estimate wave uplift force on horizontal panels is verified against existing works.Therefore,the findings in this study shall be useful for understanding the mechanism of wave uplift force on horizontal panels and numerical model validation.     

规则波作用下二维水平板冲击压力概率分析

通过模型试验的方式研究了波浪对二维水平板冲击压力峰值的概率分布。首先,统计分析了水平板底部各测点的压力峰值,发现密闭水平板底部各位置处的压力峰值分布与三参数威布尔分布吻合较好;然后,从统计学与概率论的角度进一步探讨了水平板底部各位置处压力峰值分布函数的参数与测量样本统计特征值之间的关系;最后,通过不同入射波浪工况的对比,分析了威布尔分布各参数与测点相对位置、入射波相对波高以及入射波相对波长之间的关系及其所代表的物理意义。统计分析显示:威布尔分布的相对位置参数(θ/-P)从水平板前端到后端呈现先增大后减小的趋势,在水平板中段较恒定(约为0.6);相对尺度参数(λ/-P),在水平板中段偏小,两端偏大;形状参数(κ)在相对波高较大时,在水平板的中段偏大,并且相对波长大于1.3时,κ在水平板的中部均值随相对波长的增大而减小,相对波长为2时,该值接近于1。     

水下平板与波浪相互作用完全非线性数值模拟(英文)

利用完全非线性数值波浪水槽技术研究水下平板与波浪的相互作用。假定水下平板厚度极薄、刚性,位于有限水深并且非常接近自由水面。应用四阶龙格库塔方法追踪每一时刻的波面形状,采用阻尼层来吸收反射波以保证算法的稳定性,同时引入平滑和重组的方法抑制自由表面控制点的较高梯度。通过对波浪与浮动圆柱相互作用的数值模拟证实了数值波浪水槽方法的有效性,计算结果与线性理论吻合良好。在波浪数值水槽方法中引入造波板模拟波浪产生并与水下平板发生相互作用,应用傅立叶解析方法对波面变形、波浪力作了分析。结果表明在板非常接近自由水面的情况下会表现出现很强的非线性,揭示了线性理论的局限性。     

Wave Pressure Distribution over the Breast Wall of Mound Breakwater of Small Ports

In this paper, the mechanism of the interaction between the breast wall of mound breakwater and waves is expounded, then some new views and the law of variation of horizontal and vertical wave pressure over the breast wall are put forward. The results of this study have been adopted in the Specifications of Fishery Harbour Breakwater by the Ministry of Agricultures.     

Higher harmonics induced by a submerged horizontal plate and a submerged rectangular step in a wave flume

The decomposition of a monochromatic wave over a submerged plate is investigated experimentally in a wave flume. Bound and free higher harmonic modes propagating upstream and downstream the structure are discriminated by means of moving resistive probes. The first-order analysis shows a resonant behaviour linked to the ratio of the plate's width and the fundamental mode wavelength over the plate. The second-order analysis shows an energy transfer from the fundamental mode towards free harmonics propagating downstream the structure. This transfer is linked to the ratio of the width of the plate and the bound harmonic wavelength over the plate. We also performed experiments with a submerged step to compare the efficiency of both structures. The submerged plate is shown to be a more efficient breakwater than the step, at the first as well as the second-order.     

Statistics of wave forces on large horizontal cylinders

To the first order in a Stokes expansion, the pressure force exerted by a sea state on a large horizontal cylinder represents a stationary random Gaussian process. A relationship is obtained between the spectrum of this process and the wave spectrum. As a consequence, the basic statistical properties of the height and period of the individual waves of the force-process are also obtained. It is proven that these statistical properties agree very well with the data from a small scale field experiment.