海洋结构物波致运动引起海床响应的试验研究

波浪作用引起的海洋结构物振动会以循环载荷的方式作用于海床,此类作用方式可导致海床内超静孔隙水压力上升有效应力下降,直至海床液化。为研究海洋结构物波致振动对多孔介质海床内超静孔隙水压力的演化规律,该文通过2台步进电机控制结构物模型运动的方法在水槽中进行试验研究,分别讨论了砂床特性、结构物自重、结构物振动的振幅和周期对海床内超静孔隙水压力的影响,给出了海床在结构物多变的加载振幅和周期作用下的液化特性。结果表明,颗粒直径越小的砂质海床,超静孔隙水压力的累积现象越明显;自重对超静孔隙水压力累积和瞬态变化影响显著;随波致振动的振幅增加或周期减小,超静孔隙水压力的累积及液化深度显著增加;海洋结构物底部海床靠近中部区域的超静孔隙水压力累积的幅值大于端部区域。

孤立波作用下斜坡堤越浪量的数值模拟

海啸对海面上的船舶、建筑物及周围环境破坏极大,而对于海啸的研究通常采用孤立波来模拟。为了探究海啸对斜坡堤越浪的问题,在FLUENT软件中,建立二维数值波浪水槽,采用用户定义函数(user defined function,UDF)边界造波,流体体积函数(volume of fluid,VOF)方法追踪自由表面,模拟出孤立波波高随时间变化的情况。并利用斜坡堤数值波浪水槽模拟堤顶处的越浪量,与实验数据对比。进而,研究相对波高、相对超高、相对堤顶宽度对越浪量的影响。研究结果表明,孤立波在斜坡堤作用下,越浪量数值模拟的结果与实验值吻合较好;无量纲越浪量随着相对波高的增大而增大;随着相对超高、相对堤顶宽度的增大而减小;通过模拟不同堤顶宽度的越浪量,总结出孤立波越浪量沿堤顶宽度衰减的经验公式。