透空式水平板波浪上托力分布

通过系列模型试验，对波浪上托力沿板宽分布进行了详细分析，提出对于透空式平板结构，发生较大冲击压强或上托力的分布主要分为均布型和局部冲击型两类，由此得到压强分布的计算公式。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。     

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。     

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。     

极端波浪条件下深水导管架基础结构波浪总力试验研究

波浪力对海上风电深水导管架基础结构的稳定性和安全性至关重要。通过波浪物理模型试验对极端波浪条件下深水导管架基础结构的波浪总力进行了试验研究,试验水深包括50 m和70 m两种,在1 000 a一遇波浪条件下,分别分析了深水导管架结构所受的波浪总水平力和垂直力。研究结果表明：相同重现期极端波浪作用下,70 m水深情况下的导管架结构波浪总水平力小于50 m水深的结果,但是70 m水深的导管架结构波浪总水平力弯矩大于50 m水深的结果;相同水深、水位和波浪条件下,导管架结构受到的波浪总垂直力明显小于波浪总水平力;在相同重现期极端波浪作用下,低水位情况时70 m水深的导管架结构波浪总垂直力与50 m水深的结果差别不大,但是在高水位时,由于在70 m水深的极端波浪条件下波峰可冲击作用到上部平台底面,70 m水深的导管架结构波浪总垂直力明显大于50 m水深的结果。     

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。     

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。     

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。     

波浪要素对水平圆柱杆件水动力系数影响研究

通过试验研究了波浪要素对水平固定圆柱杆件水动力系数的影响。试验利用垂直杠杆原理,提取了杆件在波浪下的水平受力历时曲线,基于改造的莫里森方程,计算了不同波浪要素下的水动力系数C_D和C_M取值。定义分析了新的波高参数KH,周期参数KT和雷诺数Re对水动力系数的影响。研究表明,整体拟合法与四点拟合法获得的水动力系数在数值上差异不大。KH、KT及Re均对水动力系数的取值有较显著影响:1)随着波高KH的增大,C_D、C_M整体呈幂指数衰减,且C_M的衰减更为迅速;2)随着波周期KT的增大,C_D、C_M整体亦呈衰减趋势;3)相同波高条件下,C_M随Re数增大而增大,而C_D值相对稳定。最后给出了波浪条件下水动力系数C_D和C_M的经验计算公式。     

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.     

Experimental study on the performance of twin plate breakwater

The wave transmission characteristics and wave induced pressures on twin plate breakwater are investigated experimentally in regular and random waves.A total of twenty pressure transducers are fixed on four surfaces of twin plate to measure the wave induced dynamic pressures.The spatial distribution of dynamic wave pressure is given along the surface of the twin plate.The uplift wave force obtained by integrating the hydrodynamic pressure along the structure is presented.Discussed are the influence of different incident wave parameters including the relative plate width B /L,relative wave height /i H a and relative submergence depth s /a on the non-dimensional dynamic wave pressures and total wave forces.From the investigation,it is found that the optimum transmission coefficient,t K occurs around B /L 0.41 ~ 0.43,and the twin plate breakwater is more effective in different water depths.The maximum of pressure ratio decreases from 1.8 to 1.1 when the relative submergence depth of top plate is increased from 0.8to +0.8.     

港珠澳大桥岛桥结合跨箱梁波浪力试验研究

通过三维物理模型系列试验,对港珠澳大桥工程西人工岛、岛桥结合跨进行模拟。试验测量了不同波浪入射角度、波高、波周期以及梁底净高等影响因子下的岛桥结合跨箱梁所受的浮托力和水平力,分析了受力随波陡、相对梁底作用高度以及波浪入射角度的变化规律。研究表明,在一定条件下箱梁浮托力和水平力,随波陡的增大而减小,随梁底相对作用高度的增加而增大,波浪入射方向的影响主要表现为与箱梁沿波浪传播方向的有效长度相关。由于岛桥结合跨的特殊性,改进的Douglass公式并不适用于岛桥结合跨箱梁受力的计算。通过主要影响因子的量纲分析,建立针对岛桥结合跨箱梁浮托力和水平力的计算公式。研究成果可为今后同类工程以及数值模拟提供借鉴与参考。