沉箱开孔形式对波浪反射的影响试验研究

为了降低码头前沿的波浪反射作用、改善船舶靠泊作业的泊稳条件,开孔沉箱越来越多地被应用在直立码头工程中,但相关行业规范尚缺少对沉箱开孔形式的系统性说明。以大连港大窑湾港区四期工程为例,通过物理模型试验,重点分析不同沉箱开孔形式对不规则波作用下码头前沿波高反射系数的影响。结果表明:短周期波浪通常比设计波浪情况下的反射系数要小;试验断面的消浪性能在设计低水位附近最为理想;沉箱胸墙设置消浪腔对减小断面波浪反射的效果不明显;波浪反射系数主要取决于开孔率。

波浪反射系数谱的特征分析

应用斜向不规则波反射系数的改进两点法(MTPM),用模型试验研究了混凝土护面堤和块石护面堤波浪反射系数的频率谱和方向谱,结果表明,分析的反射系数随入射波频率的增加、结构坡度的减小和入射角的加大而减小.给出了波浪反射系数频率谱及其随Iribarren数变化的规律,提出了反射系数三维谱的经验公式,由此可定量地描述斜向不规则波的反射系数随无量纲特征参数Iribarren数和入射波角度的变化规律.

开孔沉箱在改善码头波浪反射及上水中的应用

针对茂名博贺新港区通用码头工程特点,结合开孔沉箱结构的应用原理,分析其对本工程的适用性,提出开孔沉箱方案以及实现开孔和提高消浪效果的结构措施。结合模型试验结果,分析开孔沉箱对码头上水和波浪反射的改善效果,并结合规范上水标准对码头前沿顶高程取值进行验证。

恒定流对潜堤波浪反射系数影响研究

为研究恒定均匀流对直立潜堤波浪反射系数的影响,采用了高阶边界元方法和混合欧拉-拉格朗日时间步进方法更新瞬时自由水面,运用基于二次形状函数的网格重分方案结合四阶龙格库塔方法更新时间积分,并运用两点法得到淹没潜体前的反射系数。将数值模拟得到的波面数据与物理模型试验结果进行对比,两者吻合良好。通过数值模拟研究给出了入射波周期、水流流速、潜堤相对宽度和相对淹没深度对反射系数的影响。结果表明,水流流速和潜堤相对淹没深度对反射系数影响较大,潜堤相对宽度的影响相对较小;水流的存在会使入射波周期等参数对反射系数的影响程度发生改变,在实际工程设计时应考虑水流对潜堤防浪效果的影响。

梳状防波堤上波浪反射

对梳状沉箱防波堤的波浪反射特征进行研究。在对梳状沉箱防波堤非线性消耗波能机理分析基础上,采用阻抗分析方法,导出一组所有参数都是事先知道的、完全封闭的波反射系数公式。

日照港四、五期工程不同结构码头上水和波浪反射试验研究

通过波浪断面物理模型试验,对日照港石臼港区四、五期工程开孔沉箱结构、桩基-重力式复合结构及嵌岩全直桩结构码头的上水高度、上水量、波浪反射系数进行了测定研究,同时得到了码头反射系数与码头面高度的关系。试验结果为工程设计、建设提供了科学依据。

透空式上部结构开孔沉箱码头波浪反射系数与波峰面高度试验研究

通过波浪断面物理模型试验,测得开孔沉箱结构码头在不规则波作用下的波浪反射系数和码头前沿波峰面高度。采用单因次分析法,在研究开孔沉箱基本结构对反射系数的主要影响基础上,着重探讨透空式上部结构对反射系数的影响;同时采用同样的方法研究波峰面高度的影响因子。最终拟合出这两个物理量的简化计算式,并用理论方法对波峰面高度的拟合公式加以验证且建立了其与反射系数之间的关系,为工程设计提供参考。

粗糙斜坡上的波浪反射与爬高

(一)前言目前防浪墙和防波堤这类的护岸建筑物的设计方法实质上是以水力模型和经验公式(计算)为基础的。由于波浪往往在这些建筑物的斜坡上发生破碎,应用解析法和数值方法均很困难。科巴亚希(Kobayashi)和杰科布斯(Jacobs)建立了一个简单的分析模式来预报规则波下冲时引起的水流特征。然而,这个模式是以有限振幅浅水方程的驻波解为基础。

不规则波浪入、反射波时域分离方法

波浪的反射分析是波浪与建筑物相互作用研究中的重要课题 .利用数字滤波 ,建立了时域分离入、反射不规则波的计算方法 .数值试验结果表明 ,该方法可以给出入、反射波浪的时间过程 。

波浪在缓坡前的反射特性分析

本文根据波浪在岸前的能量方程，理论分析了波浪反射与波能损失的关系，并进一步通过试验验证分析了波浪反射系数在岸前的变化趋势。

具有任意反射特性楔形堤和隅角堤波浪绕射

本文给出具有不同反射系数(Ro变R_γ)楔形堤或隅角堤波浪绕射一般解析解,其中包括R_0=R_γ和R_0=-R_γ两种情况作为特例。推导出适用于工程应用计算的相应数学模型及计算方法。同时提供单突堤、直线堤及各种隅角堤等情况的计算结果及比较。

反射波对奥帆基地港池波浪影响的研究

2008年北京奥运会青岛奥帆基地圆满完成了奥运会的各项比赛任务,在赛后使用过程中发现部分浮泊位发生损坏,文中围绕着奥帆基地港池内波浪,分析五四广场附近的护岸反射波对奥帆基地港池内部波浪条件影响。运用改进的Boussinesq波浪数学模型,通过不同方案模拟结果的对比,分析了五四广场护岸反射产生的波浪对于奥帆中心港池波浪的影响作用,为进一步改善本港池内部泊稳条件的技术方案制定提供指导,也为类似其他工程设计提供参考。

二维自由入反射波浪频域分离方法研究

波浪传播过程中遇到障碍物或陡峭的岸坡会发生反射,入反射波相互叠加形成相位锁定的波浪场。在海洋工程海动实验中往往需要分离出入反射波并确定海岸结构物的反射系数。本文调研了在不同的水流、地形条件下二维自由波的频域分离方法,对其归纳整理,分析其适用条件,以期能在其他研究人员应用这些方法时为其提供参考。

三维无反射数值波浪水池及波浪与结构物相互作用的模拟

基于不可压缩黏性流体的N-S方程,采用质量源造波法建立了三维无反射数值波浪水池,并成功地模拟了波浪与浮体的相互作用问题.该数值水池中间为质量源造波区和工作区,两端为消波区,以避免由边界引起的二次波浪反射.数值模拟规则行进波传播,波浪与贯底直立墙壁、矩形浮体、多浮体相互作用,并与边界法数值水池造波以及相关理论、试验结果进行了比较.研究表明,质量源法数值水池较好地模拟了波浪传播及在结构物前形成的驻波,克服了边界造波法无法消除二次反射波的困难,体现了无反射数值波浪水池的效果.采用数值模拟研究了波浪与并排旁靠的Wigley船和矩形驳船在不同频率波浪作用下的水动力性能,各频率上浮体所受的波浪力计算结果和试验值吻合良好,在共振频率附近比势流结果更为准确.

台阶式海堤结构参数对堤前波浪特性的影响研究

采用数值分析与物理模型试验相结合的方法,探讨了台阶式海堤与波浪相互作用的基本规律以及海堤的坡度和台阶高度对堤前波浪特性的影响.研究结果表明:当海堤台阶高度一定时,海堤的坡度越缓,台阶的相对宽度越大时,因堤前波浪壅高增大会导致波浪的反射系数越大,此时波浪在海堤台阶溯上流下过程中消耗的波浪能就会越多,波浪爬高会越小;当海堤坡度一定时,海堤台阶高度越大,台阶的相对高度越大时,因堤前增多的反射波与入射波叠加剧烈而会导致波浪的反射系数越大,此时因为海堤台阶上残余的波浪减少而导致转化成的波浪势能越少,所以波浪爬高也会越小.

大连港太平湾港区波浪物理模型研究

通过波浪整体物理模型试验,对大连港太平湾港区起步工程港内波况和码头上水情况进行测定,并根据试验结果对平面布置进行优化。设计方案在W向波浪作用下,迎浪侧波浪直接穿过进港航道边坡进入港内,波浪在直立码头间发生来回反射,港内波高较大。设计方案在WSW向波浪作用下,迎浪侧航道边坡对波浪的折射现象较W向明显,港内波浪的多次反射现象与W向时基本一致。优化方案一将迎浪侧进港航道边坡开挖,波浪折射到港外,港内波高减小。优化方案二北侧防波堤延长至874 m,对港内的掩护优于优化方案一。优化方案三在优化方案一的基础上,将东侧码头外端1 km码头型式改为高桩码头,在高水位时桩式结构的反射效果未得到充分发挥,低水位时反射效果略明显。

明基床开孔沉箱不规则波反射系数试验研究

通过二维波浪水槽物模试验,在考虑消浪室相对宽度、相对水深、相对波高、开孔率对反射系数的影响基础上,针对明基床开孔沉箱的工程应用,引入相对基床高度新的影响因素,通过控制单一变量原则分析各因素和反射率的关系,采用多元回归给出明基床开孔沉箱不规则波浪反射系数的计算公式,对明基床开孔沉箱的消浪机理进行了有益的探索,研究成果为工程设计及应用提供了一种简捷可靠的计算方法。

明基床上开孔沉箱规则波反射系数的试验研究

籍助波浪断面物理模型试验,系统研究了明基床上开孔沉箱在规则波作用下的波浪反射系数与相对基床高度、消浪室相对宽度、相对水深、相对波陡和前墙开孔率等相关影响因素之间的关系,利用多元回归方法,给出了明基床上开孔沉箱反射系数的计算关系式,研究表明消浪室相对宽度bc/L=0.181、相对基床高度hm/L=0.102时明基床开孔沉箱反射系数kr有最小值消浪效果最佳,试验成果对深入探讨开孔沉箱的消浪机理和工程设计及应用具有重要意义。

孤立波对直立防波堤波浪渗流作用的解析计算

浅水波浪在一定条件下可能以孤立波形态与近岸海工设施产生相互作用。该文基于水波反射理论和波浪渗流的Biot固结理论,应用特征函数法,推导了孤立波作用下直立防波堤的反射波速度势和波浪引起的海床内渗流压力分布的解析表达式,并据此计算了作用于直立防波堤底部的由孤立波渗流压力所致浮托力和倾覆力矩。计算结果表明海况与海床条件以及防波堤几何条件等因素的变化对孤立波引起的渗流浮托力和倾覆力矩均有一定影响。在一定条件下,对防波堤的孤立波渗流作用与孤立波直接作用量级相近。与微幅波理论相比,孤立波理论有效反映了浅水波非线性特征的影响。

不规则波作用下开孔沉箱结构码头反射系数研究

通过波浪断面物理模型试验,分析不规则波作用下码头反射系数与消浪室相对宽度、相对水深、波陡、码头面相对超高、上部开孔率等影响因素间的关系并且给出了计算波浪反射系数的简化公式,上述试验得出的经验关系式为工程设计、建设提供了科学依据。