组合型浮式防波堤水动力响应与消浪性能研究

为提升方箱式浮式防波堤的稳定性和消浪效果,本文发展了一种组合型浮式防波堤,并基于计算流体动力学方法,采用黏性流体理论,建立了二维数值水槽,以组合型浮式防波堤为研究对象,并通过与方箱式浮式防波堤进行对比,重点探讨了系泊方式和波参数对组合型浮式防波堤运动响应与消浪性能的影响.此外,对浮式防波堤周围水体的涡量分布情况进行了分析,揭示了其波浪能量耗散机制.研究结果表明,组合型浮式防波堤对波浪的耗散能力远高于方箱式浮式防波堤,其主要通过能量耗散衰减波浪.相比于方箱式浮式防波堤,组合型浮式防波堤的整体运动响应较小、消浪能力较强,且系泊方式对组合型浮式防波堤运动响应与消浪性能影响较小.然而,当入射波高增加时,系泊方式对其消浪性能有较大影响.研究结果可为浮式防波堤的优化设计和实际工程应用提供参考.

潜堤、挡板式透空堤组合结构合理性及消浪特性研究

随着港口及泊位向深海迈进,传统实体防波堤造价高且透水性差等问题愈发突显。结合大潮差海域港口的透水与消浪需求,提出一种潜堤与挡板式透空堤组合消浪结构,以兼顾高、低潮位下的消浪效率。波浪与单独潜堤或挡板式透空堤的相互作用已有相关研究与应用,然而在国内外尚无组合使用的先例,针对这方面的研究也相对欠缺。通过波浪物理模型试验等手段,首先针对波浪经过潜堤时非线性效应带来的能量谱改变开展研究,并对比单独潜堤、单独挡板式透空堤与组合式防波堤的消浪性能,验证了组合式防波堤的合理性;然后,针对不同工况下潜堤及挡板式透空堤组合结构的消浪特性开展试验,并结合数值计算提出组合式防波堤间距选取建议。相关结论可为此类工程设计及应用提供依据。

新型透空组合板式防波堤结构型式及消浪特性分析

为提高透空式防波堤的消浪性能并减小结构受力,在前人研究基础上提出了一种新型透空组合板式防波堤,比较分析了该型式的防波堤(模型c)与另外两种型式的防波堤(模型a和模型b)的结构特点。通过物理模型试验,探讨了模型c在不同影响因素下的消浪特性,并对比分析了模型a与模型c的透射系数、反射系数和能量耗散系数在不同相对堤宽下的变化关系,比较了两种模型的消浪效果。分析得出,由于模型c兼具开孔水平板式防波堤和开孔挡板式防波堤的作用,模型c的波浪反射小于模型a,消浪效果优于模型a,且模型c这种结构能有效减小防波堤结构受力;当模型宽度和相对间隙比同时较大时消浪效果更好,防波堤出水后的消浪性能要优于淹没状态下的防波堤。