孤立波作用下振荡水柱波能转换装置的越浪研究

为研究海啸等浅水大波与振荡水柱波浪能转换装置(OWC-WEC)作用时的越浪现象,本文利用开源软件OpenFOAM,并采用孤立波作为输入波形进行数值模拟研究。该模型求解守恒型N-S方程,其中孤立波采用waves2Foam造波模块进行数值造波,通过对比数值模拟结果与模型实验结果验证该数值模型的有效性。研究发现:用以往基于防波堤模型得到的经验公式不能准确预测浅水波与振荡水柱波浪能转换装置的越浪量、越浪厚度等物理量,数值模拟结果与经验公式趋势保持一致,但经验公式预测的结果明显偏大。越浪流在顶板上方主要以匀速传播,传播速度随相对波高增大而增大。发生越浪现象的同时,出现了顶板砰击现象,砰击压强随相对波高的增高而降低并且砰击点随之逐渐向后移动。本文以期为岸式或集成于防波堤的振荡水柱波浪能转换装置的设计提供参考。

斜坡堤越浪流厚度及堤后次生波的试验研究

通过断面物理模型试验,对于斜坡堤的平均越浪量、堤上越浪流厚度以及堤后次生波的波高、周期的变化情况等进行了较系统的研究,初步建立了堤上越浪流的厚度、堤后次生波的波浪透射系数、周期变化系数与无因次平均越浪量的关系。该成果可为工程实际及斜坡堤堤顶越浪情况数学模型的参数调整提供依据。