渔港港内作业水域泊稳条件的研究

就渔港港内作业水域泊稳条件研究课题查阅了国内外有关资料,走访了多年从事渔港建设、管理的专家,并选择了两条代表性船型,进行了不同边界、不同载态情况下的模型试验及分析。试验与调查结果符合良好,在此基础上给出了１００～６００ＨＰ渔船装卸作业允许波高的近似计算公式。     

港池泊稳的能量平衡方程数值模拟

对基于能量平衡方程的多向随机波浪传播数学模型进行改进,通过模拟不同防波堤绕射引起的港池泊稳,验证模型的合理性和有效性。利用非线性弥散关系提高模型计算浅水变形的精度;采用二次逆风差分格式离散控制方程,避免了加入绕射项引起的数值耗散;并将文氏谱加入模型中,使其更加适合中国海域的工程应用。应用改进后模型绘制的双突堤和岛式防波堤绕射系数图与我国《海港水文规范》图进行了对比。对比结果十分接近,可以较好地描述港池的泊稳状况,为综合计算波浪在近岸的浅水变形、折射、绕射、反射和能量耗散等作用奠定了基础。     

人工岛游艇码头泊稳试验与数值模拟研究

针对青岛万达游艇码头项目进行了港域波浪物理模型试验研究。试验表明,当口门处人工岛护岸采用直立式结构时,港池入口处波浪反射严重,港内波高较大,各码头泊位不满足泊稳要求;当采用斜坡式结构时,港内波高显著减小,游艇码头泊位满足泊稳要求,工作船泊位不满足泊稳要求,其最大波高比允许值仅大0.1m。采用MIKE21BW模型,考虑波浪的折射、绕射、反射及破碎等物理过程,对港域的波浪传播变形过程进行数值模拟,计算得到了港域的波浪分布状况,将计算结果与试验结果进行比较,吻合良好,表明该模型可用于近岸波浪的传播变形模拟及港域泊稳计算,计算结果可用于游艇码头结构设计。     

港内波浪要素计算方法研究

为分析不同计算方法在推算港内波要素中的适用性,分别采用JTS 145-2-2013《海港水文规范》计算方法和数学模型计算方法计算了防波堤为单突堤、双突堤和岛式堤三种典型布置型式的港内波浪.将计算结果与物理模型试验结果进行了对比,分析了不同布置型式时3种方法得到的结果之间的差异性,给出了在计算不同防波堤布置型式下的港内波浪要素时上述3种方法的适用程度.     

基于Boussinesq波浪模型的港池波浪数值模拟与泊稳分析

基于Boussinesq方程的MIKE21-BW模型,建立等水深、双突堤式的波浪数值港池,采用不同的波浪入射方向和双突堤口门宽度,分别对波浪经双突堤后的绕射情况进行模拟.根据《港口与航道水文规范》中的计算参数和突堤绕射系数结果,对BW模型进行率定和验证,结果表明二者吻合度较好,可以较好地描述港池的泊稳状况.在此基础上,...     

象山港内三维动边界潮流的数值模拟

象山港是一具有广阔潮滩和大潮差区域的半封闭型海湾,进行数值模拟时必须引入动边界技术来考虑露漫滩的影响.在二维模式中引入动边界技术相对成熟一些,而将这些二维模式使用的露漫滩处理方法简单地搬入三维模式中,常遇到由于边界不连续变动而产生的数值"噪音"及计算不稳定现象.原始POM(Princeton ocean model)模型采用固定边界,没有使用动边界技术,故无法模拟漫滩流.借鉴BURCHARD et al 2004年的研究工作,在原始POM模型的基础上,突破其为固定边界模式的局限,基于尽量使模式物理上满足流动简化需要的原则,引入了一种较为自然的动边界处理技术,使得在非常浅水处和复杂的地形情况下,应用合理的数学表达式体现该物理过程.当总水深大于设定的临界水深时,体现的数学方程是通常形式的动量方程;而当总水深接近设定的最小允许水深时,模型的动量方程被简化为变化率、摩擦力和正压梯度等项之间的平衡关系,此时由于摩擦力占优,相应的流速也会趋于0,这样可以有效避免计算中出现负水深.除在非常浅水处对动量方程作简化外,对于陡坡地形附近的露漫滩问题,当发生一个网格点上的水位低于相邻格点海床的现象时,还需对正压梯度的求解作一个简单的数值处理,以避免不合理值的出现.此外,通过修改原始POM模型的底摩擦系数表达式,可使模型在模拟露漫滩过程时计算更加稳定.改进后的POM模型被用来模拟象山港海域内的三维潮流场,模型计算结果与2个潮位站、1个锚系站和2个船测连续站资料进行了比较,符合良好.整个模型很好地再现了象山港内大区域三维涨、落潮流特征和变化规律,同时象山港顶区域涨憩、落急、落憩和涨急4个特征时刻的流场水平和垂直分布变化过程反映该模型能很好地反映涨、落潮造成的潮间带的露漫滩过程,由此说明对原始POM模型所作的修改是十分有效和可行的,有利于进一步扩充POM模型的应用范围.     

涌浪作用下港内大型集装箱船运动特性数值研究

随着船舶大型化和港口建设深水化发展,外海不同周期波浪作用下大型系泊船泊稳问题与小型系泊船相比出现了新的特点。为此,利用数值模型方法研究了在不同入射角度和周期的涌浪作用下港内大型系泊船的水动力响应,针对系泊船的泊稳情况探讨了船舶的运动规律和运动特性。研究发现,在涌浪周期较大的情况下,限定波高的泊稳标准不足以用来确定系泊船的正常作业条件,港内泊船的水平运动（纵荡、横荡和艏摇）极易超出运动标准值并影响装卸作业效率,并且船舶的水平运动表现出主要由次重力波主导的低频运动特性,而垂直运动（垂荡、横摇和纵摇）表现出主要由短波主导的波频运动特性。     

利用网格划分软件和缓坡方程计算港内波浪场

提出了一套可方便应用于波浪场计算的方法。该方法包含了准确的边界输入输出技术,简便的地形输入技术,高质量的计算网格生成以及加速查寻、排序的数据结构。应用双曲型缓坡方程计算了港湾内的波浪场,数值计算时提出了处理建筑物表面部分反射边界条件的方法。将计算结果与边界元方法的结果和实验值进行了比较,证明该方法应用于波浪场可得到较理想的结果。对大连港区内的波浪折射绕射进行了计算,表明本方法可以应用于实际港口的波浪场计算中。     

防波堤越浪对游艇港泊稳的影响研究

针对青岛万达游艇码头南防波堤的堤顶越浪现象,进行了波浪整体物理模型试验研究。试验表明,ESE向和SE向波浪作用时波高较大,各泊位不满足泊稳要求,SSE向波高较小,泊稳状况满足要求。采用MIKE21BW模型,通过在原防波堤位置设置虚拟堤的方法,有效模拟了波浪的越浪现象,并对越浪后次生波在港池内的传播变形及泊稳状况进行数值计算,将计算结果与试验结果进行比较,吻合良好,表明BW模型可用于模拟堤顶越浪及其对港内泊稳状况的影响。     

广东核电站对大亚湾生物增养殖试验的影响

广东核电站位于广东大亚湾沿岸大坑附近。大亚湾地处热带、亚热带,面积540平方公里,具有珊瑚生物群、红树林等多种多样热带生境特色。湾内水温平均为22.9℃,盐度稳定,水质清,营养物质比较丰富,适于热带、亚热带各类海洋动植物的生长、繁殖。中国科学院南海海洋研究所在大亚湾建立了临海实     

移动式平台稳性计算方法

移动式平台由于要计算其不同倾斜方向的稳性,工作量比常规船舶大得多。上海交通大学编制了移动式平台稳性计算程序系统。本文对其中的稳性横截曲线、风倾力臂横截曲线、静水力曲线和浮态的计算方法作简单的叙述,并给出了实例的计算结果和分析。     

日照港30万吨油码头船舶泊稳物理模型试验研究

日照港拟在岚北港区建设30万吨级原油码头,通过实验测定了船舶在风、浪、流作用下对码头结构的作用力、船舶运动量最大值、最大缆绳拉力、船舶对护舷撞击能量和撞击力,为工程结构设计和操船规程的制定提供可靠依据。     

南海潮汐数值计算

南海水域广阔,潮汐现象十分复杂。已有一些研究南海潮汐的文章和成果,如(1964)、(1975)、叶安乐(1983)等。但是,比较各作者的成果和结论,发现对南海潮波系统的分析、阐述差异甚大。国内书刊关于南海潮亦众说不一。本文期望进一步探索南海潮的传播与分布规律,供南海区域海洋学参考,并愿能为南海开发者提供一点潮汐信息。本文用边值方法数值求解四个主要分潮(M_2、S_2、K_1、O_1)潮波运动方程,依计算结果绘制出各分潮等潮图,探讨了主要全日和半日潮波在南海传播、分布的规律。     

湄洲湾潮流数值计算

采用不规则三角形网格的分步杂交法,建立了湄洲湾海域二维变动边界潮流数值模型,通过计算得到最大潮流分布、同潮时线与等振幅线、潮流椭圆、潮致欧拉余流分布及不同时刻潮流场分布。     

大鹏湾潮流数值计算

应用分步杂交方法建立了大鹏湾边界潮流数值模型，并对其进行了模拟计算，重现了该区域潮波及潮流的分布规律，并根据实测资料对其进行了验证，从而可系统地了解这一海区的潮波系统及潮流场等海洋要素的分布情况。     

海浪折射数值计算

一、前言海浪由深水传入浅水后,由于地形影响而发生的海浪折射现象对浅水浪的要素影响很大。为了得到地形影响下某一水域的浪要素,绘制海浪折射图则是不可缺少的工作。海浪折射图对海岸建筑物的设计、海岸带的开发利用、近岸波的计算及其它有关问题的研究是十分重要的。由于手工绘制折射图工作量大,精度差等缺陷,自六十年代起,已     

罗源湾潮流数值计算

研究罗源湾潮汐、潮流及潮波的传播,对罗源湾的开发及海岸工程建设具有一定的实际意义。为系统地了解罗源湾的潮汐、潮流状况,采用不规则三角形网格的分步杂交法,建立罗源湾海域二维变边界潮流数值模型,通过计算得到同潮时线与等振幅线、潮流椭圆、潮致欧拉余流分布及不同时刻潮流场分布。该海湾海流具往复流性质,潮汐、潮流均属正规半日潮,最大流速发生在可门水道。     

核电站冷却废水放射性及热量的稀释计算

本文采用二维非恒定水流方程组和对流-扩散方程,配以相应的定解条件,模拟核电站冷却废水的放射性及热量在大范围水域中的稀释过程,用二维特征理论和偏心差分格式求解。按设计部门要求,本文同时用三种大小不同的网格进行流场、浓度场及温度场的计算。其中流场得到了实测资料的较好验证,温度场的结果也与1∶100的正态物理模型结果十分相近。     

核电站附近海域漂流海藻的漂移路径数值模拟

研究核电站附近海域漂流海藻的漂流路径对保障核电站冷源安全具有重要意义。本研究根据辽东湾东部海域漂流海藻的分布特征,构建该海域的二维水动力和粒子追踪数值预测、预报模型,基于近年实际观测的海流和潮位数据,对水动力模型进行验证,并根据2019年5月至8月释放北斗和GPS浮标采集数据,对该海域相同工况下的海藻漂移路径进行校验,均吻合良好。同时,对该海域7月大潮期,取水口附近海域的海藻堵塞风险进行了模拟分析,得到各不同工况下,漂流海藻到达取水口定义威胁区范围内的时间。结果表明,该数值模型能够对漂流海藻的漂移路径进行准确模拟,可为科学规避或有效减轻漂流海藻对核电站冷源取水口的堵塞风险提供技术支撑。