基于非静压模型类海啸波作用下海堤越浪特性

【目的】研究海啸波在斜坡海堤上越浪的水动力特性。【方法】基于非静压模型NHWAVE建立高精度二维数值波浪水槽,通过对日本2011年实测真实海啸进行参数化形成类海啸波形,并设置系列计算工况,深入分析入射波高、水深、岸滩坡度及海堤坡度对类海啸波作用下海堤越浪特性的影响,并将计算结果与孤立波进行对比。【结果与结论】相同工况下,类海啸波的单宽越浪量大于孤立波,波浪经海堤消能后,能量衰减,孤立波能量损耗率大于类海啸波;随波高和水深增加,越浪量均增大;海堤坡度对越浪量的影响不大;岸滩坡度减缓,波浪速度将在堤前聚集,类海啸波在1∶20的岸滩坡度下越浪量达到最大。研究结果可为近岸水利防护工程的建设提供参考。

聚焦波作用下透水潜堤消波特性数值模拟研究

基于非静压数值计算模型,本文系统研究了聚焦波作用下透水潜堤的消波特性,通过设置合理的计算工况,详细分析了波高、堤顶水深、谱峰周期、孔隙率以及堤顶宽度5种因素对透水潜堤消波特性的影响。与此同时,本文将透水潜堤的计算结果同不透水潜堤的计算结果进行了对比分析。计算结果表明:透水潜堤对聚焦波的消减作用要强于不透水潜堤,从而说明,透水潜堤能更有效地降低畸形波对海岸基础设施的影响;波高和堤顶水深是影响潜堤消波特性的重要因素,随入射波高增加、堤顶水深减小,透水潜堤对波浪的消减作用逐渐增强。透水潜堤对长周期波浪的消波效果较差。在本文考虑的孔隙率范围内,孔隙率越大,透水潜堤消波效果越好;当孔隙率为0.4,堤顶宽度为0.6125 m时,透水潜堤可消减54%的入射波能,比不透水潜堤对入射波能的消减增加36.1%。本文研究结果可为进一步认识透水潜堤的消波特性和海岸防护工程设计提供相应的参考。