直立堤前stem波的分布规律及对工程的影响

当波浪沿直立堤以小于某临界角度入射时,将形成沿堤增长的stem波,目前国内外对stem波的研究较少且停留在理论阶段。以某直立堤台风破坏复演的物模试验为例,结合国内外研究成果,对stem波的产生条件、特征以及对工程的影响进行探讨。结果表明:1)stem波的波高和波宽均在沿堤传播中逐渐增大,沿堤比波高的增长呈现前快后慢的特点;2)不同入射波高和波向对于stem波的特征影响较大,详细的规律仍待进一步研究;3)stem波可对工程中直立堤造成蛇行破坏或对端部斜坡衔接段造成破坏,工程规划和结构选型应避免类似布置,宜采用三维物理模型试验验证stem波作用下结构的安全性。目前行业规范未涉及stem波相关内容,本研究成果可为工程设计提供参考。

STEM波作用下斜坡式结构护面块体稳定性的物理模型研究

文章通过对规范公式、断面物理模型及三维物理模型试验结果的对比,对STEM波作用下护面块体的稳定性进行验证,分析失稳原因,提出加强稳定性的措施。通过不同手段得到结果的对比,三维模型试验对表现复杂波浪对结构物的影响效果较好,得到的结果远大于公式计算和断面模型试验结果,可以有效保证工程安全。

应用Boussinesq方程对非线性Stem波的数值研究

本文应用具有四阶频散特征的新型Boussinesq方程,采用空间差分为交错Shuman格式,时间层为ADI的有限差分格式,对非线性Stem波进行了数值模拟研究.其结果表明,这种组合式差分格式能有效地模拟非线性Stem波的演变规律.同时由计算结果也发现当人射波系的角大于某临界值时,Stem波动场向Genus-2波系转化并呈现出较稳定的六角形波型双周期结构.在入射波系的人射用小于某一临界值时,沿墙发展的Stem波呈现着半波周期型地稳定发展和推进,形成了较为典型的Mach茎效应.

斜向波浪作用下直立式防波堤前沿波浪特性试验研究

在波浪与结构物相互作用过程中,若入射波波向与结构物小于某个角度时,会产生沿着建筑物传播的Stem波。它的波能在传播过程中迅速集中,对堤结构的稳定性以及港内波浪条件产生重要的影响。通过三维波浪物理模型试验,对比分析了规则波和不规则波下Stem波的波高分布随波浪入射角的变化规律以及不同结构形式防波堤前Stem波的波高分布。研究结果表明:规则波和不规则波作用下直立堤前Stem波波高垂直于堤轴线方向均呈部分驻波的分布形式,规则波作用下直立堤前Stem波波高垂直于堤轴线方向的变化幅度明显大于不规则波。对于不开孔直立堤,相同入射波浪周期下,波陡较大时Stem波比波高较小;而在不同波浪周期下,波浪入射角较小时,波陡对Stem波比波高影响不大;在波浪入射角度较大时,波陡较大则Stem波比波高较小。波浪入射角和直立堤开孔与否对直立堤前Stem波比波高的影响较大,且规律明显。

斜向浪沿直立结构传播时能量变化的试验研究

文章通过整体物理模型试验研究了斜向浪与直立结构作用问题,试验中波浪入射角度从0°~45°变化,共布置87根传感器组成采集阵列对堤前的波高进行系统地观测,通过自相关函数法计算波浪功率谱进而分析整个波浪场能量变化。研究表明,波浪以不同角度入射时,直立堤前不同位置的功率谱与入射波功率谱相比,谱峰周期基本不变,但随着波浪入射角的增加,谱峰值逐渐增大;在直立堤轴线方向上,当入射角度小于30°时,波能随波浪传播沿堤积累,并与传播距离呈线性趋势上升,最大可达到堤头处波能的12~14倍;在直立堤法线方向上,波能随离堤距离的增大逐渐衰减,并呈现一定的周期性。

斜向浪对直立与斜坡堤过渡段的影响研究

对于斜向浪作用于直立堤与斜坡堤过渡段的工况,我国现行规范没有详细规定。本文通过对某护岸项目进行物理模型试验,验证了Stem波对该工况下护面块体的破坏作用,通过分析试验结果提出了切实有效的优化方案,可供类似工程参考。