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。

护岸工程与沙滩流失

沙滩是沿海地区重要的旅游休闲资源,护岸工程是沿海地区重要的防灾设施,护岸在保护陆地资源的同时有可能对沙滩产生破坏。传统护岸设计形式为硬性护岸,硬性护岸建成后将在一定程度上影响沿岸水动力环境,若护岸设计不当,易引起周围沙滩流失,造成旅游经济损失。本文通过威海九龙湾沙滩流失实例说明了硬性护岸对沙滩稳定性的影响,并通过波浪泥沙物理模型试验对沙滩修复方案进行了研究,试验发现因受原护岸影响修复后的沙滩仍将处于持续侵蚀状态,并介绍了其他类似案例。文中重点强调了护岸设计不当极易造成沙滩流失,对护岸设计、岸线规划等具有一定参考价值。

斜向波对直立式防波堤堤头作用的试验研究

直立式防波堤堤头在斜向波浪作用下波浪力的计算在现行的技术规范中尚属空白。通过物理模型试验给出了堤头结构设计所需的波压分布图,指出了波浪入射方向和地形对堤头所受波浪力的贡献有时可以超过波高和波周期,根据现行规范按波浪正向入射计算堤头所受的波浪力偏于安全。

物理模型试验在确定挡沙堤布置中的应用

港口工程建设中经常采用挡沙堤防止工程功能区内产生明显的淤积,挡沙堤的平面布置及高程设计直接决定了其是否满足功能区的淤积要求,通过潮流物理模型试验可以直观地识别出泥沙输移路径及强输沙潮流所对应的瞬时潮位,泥沙输移路径可以决定挡沙堤的平面布置形式,强输沙潮流对应的瞬时潮位可以确定挡沙堤的堤面高程。根据实际工程的潮流、泥沙物理模型试验结果,论述了物理模型试验对挡沙堤布置方案设计的指导意义,试验结果显示,采用了相应的防淤措施使功能区内的淤积量明显减少,该方法对于海岸工程的防淤治淤具有一定的参考价值。

海水拌养混凝土耐久性试验与应用

通过对海水拌养混凝土耐海水侵蚀试验和海水中化学成分对水泥胶砂与骨料的影响分析,以及海水拌养混凝土的工程应用与调查结合长龄期强度跟踪观测,研究了海水拌养素混凝土的耐久性。旨在为淡水资源匮乏的海岛工程建设应用海水拌养混凝土,减少从大陆船运施工用淡水,节省工程投资提供资料。

岛礁工程海水拌养珊瑚礁、砂混凝土修补与应用研究

对用海水拌养珊瑚礁、砂混凝土修补与抢修远离大陆的岛礁损坏工程进行应用研究和调研,对该种混凝土的原材料和物理力学性能进行检测,研究了修补界面剂的配合比与修补工艺以及操作方法,并进行了海水拌养珊瑚礁、砂混凝土与海水拌养普通混凝土修补的粘结强度对比测试和海水拌养快凝快强混凝土快速抢修的工程应用实践检验,为岛礁工程修补和抢修提供技术参考资料。

中国大陆沿岸波浪能分布初步研究

波浪能作为可持续利用的清洁能源,日益被人们所关注,本文基于WAVEWATCHⅢ全球波浪模式,建立了较高精度的中国沿岸海域波浪数学模型,重点对中国大陆沿岸-30m等深线上的波浪能分布进行了研究,在已有研究成果的基础上进一步细化了中国沿岸海域波浪能的时空分布规律,为合理开发、利用波浪能提供了一定的数据支持。研究认为,中国沿岸波浪能储量相对较小,南北分布以长江口为界,以南海域波能整体较大,波能季节性差异明显,在开发利用时,需要对工程区域的波浪能特征充分论证,科学合理地选用波浪能转化设备,防止造成巨大经济损失。

我国沿海省份的波能特征

基于WAVEWATCH III全球波浪模式,建立了较高精度的中国沿海区域波浪数学模型,通过对计算结果统计分析,得到了我国沿海省份的波能储量特征,文中详细介绍了各省海域-30 m等深线上的波能储量分布,为波能开发提供了一定的参考。

舟山群岛海域波浪能资源评估

舟山群岛海域岛屿众多,东临东海,波能利用具有一定应用前景,本文采用WAVEWATCH III和SWAN耦合波浪数值模式,嵌套计算了舟山群岛海域2008年的波浪逐时过程,着重统计了-30 m等深线上波浪能储量及其分布特征,研究成果对波能开发具有一定参考价值。

深水斜坡式防波堤结构形式及护面块体稳定性试验研究

近年来在一些深水大型港口的防波堤设计中发现，对于外坡设计低水位以下1．0～1．5倍设计波高之间的护面块体，按照现行行业规范确定其稳定重量时，在波浪物理模型试验中往往不能满足稳定性要求，而需提高块体自重，但增加多少合适只能通过物模试验来确定，并没有一个明确的标准作为设计依据。针对这一问题，文中通过较为系统的物理模型试验，得出了所研究的扭王字块体、扭工字块体在临界稳定状态下的块体稳定系数kD，并推荐了可供设计参考采用的计算值。

风对威海湾潮流场的影响

由于受到成山角外M2分潮无潮点及渤海湾中部K1分潮无潮点的影响,威海湾潮流场非常复杂,在强风影响下,威海湾内的潮流场会发生明显变化。采用数值模型研究了E向风和W向风对威海湾潮流场的影响,给出了流速及流向在强风作用下的变化规律,对威海湾内的航船、养殖及污染物排放等具有一定的参考意义。

海洋工程物理模型试验中风场模拟方法研究

针对研究浮体运动的海洋工程物理模型试验中风场的模拟要求,对两种实验室模拟实现技术方案进行了阐述和对比,发现了开敞方案在风场质量和经济性方面都要优于风洞方案并推荐使用。同时,采用变比尺船模风场系泊力试验方法,研究了模型的相似性、比尺效应和风速比尺等问题,得出了重力相似准则条件下风速比尺的修正系数。

水下嵌入式混凝土锚体锚碇力试验研究

在分析国内外现有嵌入锚锚碇力计算方法和大量物理模型试验的基础上,采用正交试验设计分析方法,定量地研究了土质、埋深、拉力角度、锚型等因素对水下嵌入式混凝土锚体锚碇力的影响程度和规律,在此基础上提出了一套更为合理的锚碇力计算公式。研究成果与已有的工程实例相吻合,并且作为国家军用标准的编制依据之一,已成功地用于实际工程中。研究的锚型和推荐的公式可用于浮码头、单点系泊系统等非临时性浮式设施的水下锚体设计。

防风单点系泊系统系泊力理论计算公式研究

比较分析国内外已有系泊力计算公式的基础上,提出了适合单点系泊船舶在防台风状态下系泊力的理论计算表达式。该表达式具有考虑因素全面、物理意义明确、表达形式合理等特点,对防风单点系泊系统的研究和应用具有一定的参考价值。

波浪作用下新型六角块体固沙效果试验研究

采用框格结构固土的生态护岸是护岸工程的新趋势,框格固土能力是生态护岸建设成败的关键一环。介绍多宫格块体这种新型的生态护岸六角块体,并通过室内水槽试验研究块体空腔内部泥沙在波浪作用后的侵蚀深度。试验结果表明:斜坡堤上多宫格块体内部泥沙侵蚀深度符合沿堤从上到下先增后减的规律,同时泥沙侵蚀深度会随波高的增大而增大,斜坡堤不同位置以及单个块体不同部位泥沙侵蚀深度不同,改变块体空腔内填充的泥沙类型会影响侵蚀深度但不影响斜坡堤上侵蚀的整体规律。相比于框格栅栏板,多宫格块体具有更好的固沙效果,可以为植物护岸提供良好的生长环境。

海浪预报在港口合理化运营中的应用

长时间、长周期的涌浪,对大型船舶的系靠泊及作业会产生较大影响,可靠的波浪预报数据能够为大型船舶及港口的运营提供生产决策依据。本文基于先进的海浪预报数值模式及技术手段,针对董家口港区影响船舶安全生产作业的海浪进行精细、准确的预报、预警。通过对该港区数值模拟与海浪监测站实测有效波高进行对比,两者吻合较好,均方根误差满足业务化海浪预报要求,为保障船舶系泊安全,合理进行生产调度,提高码头装卸效率提供科学指导。

防风单点系泊系统试验研究

通过对特定船舶的系泊物理模型试验,研究了浮筒式防风单点系泊系统在风、浪、流单独作用和组合作用下的运动规律和动力响应,并进一步研究了环境因素(强风、浪、流)大小、系泊线长度和刚度等因素对系统运动和动力的影响。研究发现了风、浪、流联合作用存在明显的耦合效应,并探讨了减小防风系泊力的措施,为防风单点系泊系统的研究和应用提供了必要的基础技术资料,同时对船舶的安全防风具有一定的参考价值。