波浪物理模型试验中风速比尺确定方法初探

在波浪模型试验中研究风对构筑物的作用时,会涉及到风速比尺的确定问题。风对构筑物的作用力包括惯性力和粘滞力,这2种力的大小与建筑物的形态有关,对有的构筑物的作用力以惯性力为主,有的则以粘滞力为主。所以,在波浪物理模型试验中不能简单地采用重力相似准则也不能采用粘滞力相似准则来确定风速比尺。根据大量的试验研究结果,提出了采用不同模型比尺的船舶模型试验来确定风速比尺的方法,为波浪模型试验中风场模拟和数据处理提供了依据。     

胶州湾全域潮流物理模型的相似条件及模型比尺和总体设计

胶州湾全域的变态物理模型以团岛至薛家岛的狭窄口门处为单边界.依据相似理论,确定胶州湾全域物理模型的水平比尺和垂直比尺分别为1∶700和1∶70.由几何比尺给出模型的流速比尺、糙度比尺、水流时间比尺、流量比尺及潮量比尺.设计胶州湾整体模型的试验水池为宽40 m、长50m、深1 m.试验采用翻板尾门加双向泵以水位控制为主的...     

粉砂质海床上建筑物周围局部冲刷的系列模型延伸法研究

系统介绍了泥沙冲刷系列模型试验的相似理论,同时利用系列模型试验结果对相似关系式中的参数进行了分析,指出:(1)系列模型试验是利用几何及水流运动相似而泥沙运动不相似的模型取得试验成果的一种有效方法;(2)采用原型沙进行系列模型试验也是适宜的;(3)系列模型试验只要作两个比尺差距较大的模型就能通过外延取得所需要的试验成果,并能保证一定的精度.     

基于SPH方法的开孔沉箱比尺效应研究

由于在前壁上设置了尺寸较小的孔,开孔沉箱受流体黏性力作用显著,依照弗劳德数相似准则设计模型存在比尺效应。为揭示比尺效应,建立了模拟波浪与开孔沉箱相互作用的光滑粒子流体动力学(SPH)模型。其中流体运动由连续性方程和Navier-Stokes方程控制,固壁边界由改进的动力边界粒子施加。模型收敛性通过分析不同粒子分辨率下的波浪反射系数得到,模型精度通过比较计算与理论波浪反射系数证明。使用经过验证的SPH模型,计算并比较了不同几何比尺和开孔率下开孔沉箱附近的涡量场、箱体外侧的波面时程曲线和波浪反射系数。结果表明,随着模型几何比尺的减小,开孔沉箱受到偏大的流体黏性力,致使更多波能在湍流运动中耗散,进而减小了波浪反射系数并降低了箱体外侧的波面高度。     

海洋动床物理模型试验布置模型沙的相似条件

动床模型试验布置模型沙是模拟泥沙运动试验中的关键。模型布置模型沙之前,依据相似理论,按照一定的几何比尺选择适当的模型沙,这对于确保试验的可靠性、稳定性和提高试验精度尤为重要。本文以一港口物理模型试验为实例说明模型沙选择和布置模型沙对模拟泥沙运动的重要性。     

沙质海岸波浪动床模型设计—毛里塔尼亚友谊港下游冲刷试验模型

本文结合毛里塔尼亚友谊港下游冲刷模型的试验研究探讨了海岸波浪动床模型的相似律和试验波浪要素的确定。作者推导获得了同时满足波浪作用下岸滩剖面冲淤相似、沿程冲淤部位相似、泥沙起动相似和沉降相似的综合相似比尺公式：λρｓ－ρ＝λ＾１／３ｌ．λ＾１／６Ｄ；λｄ＝（λＤ／λｔ）＾２／３解决了波浪冲刷动床模型的基本相似问题和砂的选砂问题。对于常浪向与强浪向不一致的海岸，作者提出了采用综合考虑波高、波周期（或波     

海洋动床物理模型试验地形制作技术

试验模型地形制作是物模试验的一个基本工作,模型制作的好坏直接关系到实验的精度.模型试验之前,需要根据相似理论,选取合适的材料,按照一定的几何比尺进行模型的制作.通过2个具体工程作为实例说明了模型制作的过程、制作的技术性问题和制作经验.     

概化弯道段潮汐模型系统设计与制作

根据典型弯曲型河口段的宽浅边界形态、水力条件及潮汐特征,依据相似理论确定模型的基本几何及水力参数.分析了河工模型的最大允许变率,借助重力和紊动阻力相似准则确定模型的各项控制比尺.模型由上游延伸段、河道试验段与下游潮汐池组成.采用w形波纹凹槽方式加糙,使模型糙率达到了试验要求.实测资料验证显示了概化模型的合理性.     

曹妃甸二期围海造地工程取沙物理模型设计及验证

为解决曹妃甸首钢围海造地工程用沙问题,计划在曹妃甸甸头东侧滩涂取沙,因关系到曹妃甸岸滩的稳定性,拟通过波浪泥沙物理模型进行试验研究,探讨取沙对岸滩向/离岸运动的影响。基于河口海岸物理模型相似理论,探讨了模型比尺的确定方法及模型沙的选取;在缺乏合适验证资料的情况下,通过三种途径对物理模型的合理性和可靠性进行验证试验,验证试验表明,本模型可将二维沙滩剖面特性研究成果应用于三维条件。     

波浪作用下海底管线的物理模型实验研究

本文进行了海底管线受波浪力作用的两种不同比尺的物理模型实验，得出了水平力系数Ｃｆｘ和垂直力系数Ｃｆｚ随ＫＣ数和Ｒｅｄ数的变化曲线，并对比了不同比尺物理模型实验的结果。结果对比表明，比尺对波浪力的影响是不可忽略的。     

单只桶基安全负压沉贯操作方法物模试验初探

提出了由物质试验方法初步选择的一种可操作的单只桶基安全负压沉贯操作程序,它可作为试验室内多桶基导管架物模试验以及海上（近）原型尺度桶基试验实施负压沉贯操作方法的试验依据,通过对这些试验及其操作程序的修正和完善,可为实际桶基实施海上沉贯作业出一种可靠,安全的操作程序或方法。     

海上平台桶形基础模型负压沉贯试验数据处理与分析

海上平台桶形基础是一种新型海洋石油开发技术,其特点是利用负压将桶形基础贯入海底。本文介绍了单模型和四桶模型平台负压沉贯试验数据处理方法,对负压作用下桶形基础的沉贯过程进行了分析,探索出桶形基础平台机理现场条件下的沉贯方法。     

海上平台桶形基础模型压力压贯与负压沉贯试验研究

介绍了海上平台桶形基础模型（模型桶）压力压贯和负压沉贯的试验概况,对比分析了两者贯入力的巨大差异和产生的原因,给出了模型桶压力压贯中贯入深度与压力的关系,负压没贯负压与贯入深度,抽吸泵流量,基土渗流量,桶内土塞隆起之间的关系,试验结果表明,负压沉贯可以大大降低以砂质粉土为基土的土抗力,为在胜利油田类似基土海域海上平台应用桶形基础提供了试验依据,为海上现场导管架桶形基础平台的安装就位施工和控制提供了     

桶形基础平台负压沉贯遥测遥控技术方案设计

桶形基础平台海上安装就位在施工方法与传统的桩基平台截然不同,本文介绍了一种桶形基础平台负夺沉贯施工的遥测遥控系统方案,对现场施工机具的设计参考作用。     

桶形基础负压沉贯特性分析

介绍了桶形基础负压沉贯的室内试验,中间现场试验,应用有限元法对负压沉贯的渗流场分析,负压对桶形基础沉贯阻力的影响,对土壤特性的影响,负压大小对桶形基础沉深,沉速的影响,研究了桶形基础在海上的可行性。     

筒型基础总体尺寸初步设计方法

筒型基础平台是一种新型海洋平台，它通过在筒腔内产生一个比周围小的压强而自主插入海底，工作期间又具有在筒腔内形成负压来增强抵抗外载荷的能力。本文介绍一种以抗拔能力为设计基准的筒型基础总体尺寸的初步设计6方法，并对方法中的各参数提出了选用原则和取值范围，给出了相应的计算图谱，最后还以两个筒型基础为例演示了方法的使用。     

防波堤椭圆形桶式基础结构的贯入受力特性实验研究

某工程拟在深水软土地基上修筑防波堤,为了尽量减少地基处理充分利用天然地基,创新性设计出一种轻型薄壁的预制防波堤结构,其挡浪部分为直立薄壁圆筒,基础部分则为倒扣的薄壁椭圆形桶,并且椭圆形下桶为外壁和内隔板分成9个格室,防波堤结构浮运至指定位置后,拟采用负压工法施工安装就位。这种新型防波堤结构为国内外首次提出,其下沉施工设计尚无规范可循,为此开展了土工离心模型试验,在模型加速过程中模拟了椭圆形下桶基础在淤泥层中的自重下沉,之后利用新研发了一种大行程作动加载装置给椭圆形下桶施加下推力,让其继续向下贯入直至穿越整个淤泥层,以模拟负压工法的贯入下沉。试验测量了下桶贯入下沉过程中的推力与贯入位移,还尝试测量了桶壁和内隔板断面的压应变,由此分析了下桶基础的下沉总阻力、桶壁摩擦力以及截面压应变随贯入位移的变化。结果发现,这些曲线均出现了转折点,根据转折点对应的下沉总阻力确定了椭圆形下桶基础贯入过程所遭遇的临界下沉总阻力值,据此估算了负压工法中所需施加的压力差。     

Investigation of the load-bearing capacity of suction caissons used for offshore wind turbines

This paper presents the results of three-dimensional finite element analyses of the suction bucket foundation used for offshore wind turbines. The behavior of the bucket and the response of soil supporting the bucket in dense and medium dense sandy soils subjected to static horizontal load are investigated. Field tests results and a centrifuge model test are used to validate the numerical model. Dimensionless horizontal load-displacement and overturning moment-rotation relationships are derived utilizing the Power law and Buckingham’s theorem. The results show good agreement between the numerical analysis results and the straight lines obtained from the Power law until a specific value of horizontal load and overturning moment. Regarding stress behavior of soil supporting the bucket, due to soil densification and bucket movement, maximum stresses are seen near the bucket tip at the right inside of the bucket. The major part of the applied load is transferred by the bucket skirt. Numerical analysis modeling results show that the bucket rotation and displacement are highly dependent on the bucket geometry and soil properties in addition to loading conditions. Normalized equations and figures for the ultimate horizontal load and overturning-moment capacities are presented and can be used for the preliminary design of the bucket foundations in sandy soils.     

海上平台桶基沉贯渗流场的有限元法数值模拟

桶形基础平台是一种新型的海洋平台,这种型式的平台与传统的导管架式平台的主要区别在于采用桶形基础代替打下桩基础,桶形基础的负压沉贯过程是一个复杂的水动力过程,其关键在于主动脉施加的桶内外压力差产生渗流场,渗流场的形成与发展对于负压沉贯有决定性的影响。本文用有限元分析方法对桶形基础负压沉贯流流场进行动态模拟,建立了桶形基础负压沉贯过程中渗流场的有限元分析模型,模型试验的结果与按有限元分析计算模型得一的     

海上平台桶基负压沉贯阻力与土体稳定数值计算研究

用有限元分析方法对桶形基础负压沉贯过程中流场进行动态模拟,提出桶形基础沉贯阻力计算方法和土体稳定有限计算方法,提出桶内土体稳定性判断准则,计算结果表明所提方法是合理的,并具有工程实用性。