新型带反浪弧浮箱式防波堤消浪特性的数值和试验研究

基于δ-SPH方法(Smoothed Particle Hydrodynamics;光滑粒子流体动力学方法),建立了波浪与浮式防波堤相互作用的数值模型,开展了波浪与新型带反浪弧浮箱式防波堤相互作用的物理模型试验,利用模型试验结果验证了数值模拟结果的合理性。通过改变波浪参数和锚链长度,对比分析了带反浪弧浮箱式防波堤和矩形浮箱式防波堤的透射系数、反射系数、运动响应及流场特性,探讨了带反浪弧浮箱式防波堤的消浪机理。研究表明:新型带反浪弧浮箱式防波堤对较长周期波浪具有更好的掩护效果;与矩形浮箱式防波堤相比,带反浪弧浮箱式防波堤在波浪作用下会产生更多的涡旋,耗散更多的波浪能量;当锚链为部分拖地状态时,继续增大锚链长度对两种浮式防波堤运动响应和透射系数影响较小。

波陡对双排可调节浮箱式防波堤消能效果的影响

基于双排可调节浮箱式防波堤消浪特性试验研究中物理模型试验数据,文章进一步分析了波浪要素——波陡对于双排可调节浮式防波堤消浪效果的影响,通过对不同波浪要素下的波浪投射系数进行整合分析,得到其随入射波波陡的变化规律。用MATLAB编辑程序计算得出不同波陡对应的透射系数,并进行精确拟合得出波陡与投射系数关系,即随着波陡的变大,透射系数是逐渐递减的。

网箱式浮防波堤消浪效果的数值研究

文章提出了一种新型的网箱式浮防波堤,为了研究其消浪性能及影响因素,采用FLOW-3D软件对其进行了数值研究。模拟过程中消能网采用多孔介质进行模拟,波浪采用5阶斯托克斯波。计算了相对宽度、相对吃水、消能网间距和孔隙率对浮防波堤消浪效果的影响规律。通过数值分析得到:针对本文计算的波浪条件、模型及计算范围,相对宽度、相对吃水和孔隙率对网箱式浮防波堤的消浪效果影响相对较大,而消能网间距对浮防波堤的消浪效果影响相对较小。其中消浪效果与相对宽度、相对吃水呈正相关,与消能网间距和孔隙率呈负相关。