筑堤影响下岛礁三维波浪传播变形规律SWASH数值模拟研究

为了探究筑堤对岛礁系统内波浪传播变形的影响,利用非静压波浪模型SWASH对三维岛礁模型试验数据进行验证对比,继而在岛礁上方不同位置建立不同长度的防波堤进行波流模拟。结果表明:礁坪特征断面内的波高随筑堤无明显变化,增减水则随筑堤变化明显,堤长越长、堤距越大,堤前增水越大,增水范围越广;裂口特征断面内的波高和增减水随筑堤均有明显变化,堤长越长、堤距越小,断面内波高越小,增减水越稳定。研究成果可为类似礁顶工程建设提供参考。

基于SWASH模型的近岸波浪传播变形数值模拟

SWASH模型是一种新型的非静压时域波浪模拟。为了探讨SWASH模型对于解决近岸波浪传播变形问题的适用性,在对其控制方程、边界条件、数值解法等进行介绍的基础上,采用该模型分别模拟了正向规则波、斜向规则波和斜向不规则波入射条件下L形防波堤附近水域的波浪场和波生流场,并与物理试验结果进行对比。结果表明,SWASH模型较好地复演了波浪在近岸区域所发生的浅水变形、折射、破碎,以及堤前反射、堤内绕射等物理现象,波高沿断面的定量分布与试验结果吻合良好,同时较好地模拟了不同波况下防波堤附近水域的波生流场,说明该模型适用于复杂岸线和地形条件下波浪传播变形的数值模拟。

波浪漫滩边界对波浪数值计算的影响

分别采用波浪漫滩边界、固壁边界进行波浪水槽实验的数值模拟,检验波浪漫滩对波浪数值计算的影响;然后设计了多种地形坡度的波浪数值模拟试验,分析不同地形坡度情况下波浪漫滩对波浪数值计算的影响。数值模拟结果表明,波浪漫滩对邻近区域波浪数值计算的影响在多种地形坡度下都很明显,采用波浪漫滩边界条件可有效提高波浪数值计算精度。

一维数学模型在堤前滩面短期演变计算中的应用

采用波浪上涌区的输沙率计算公式和波浪浅化区及破波带内的泥沙输沙率计算公式,建立波浪作用下海滩横向冲淤演变的一维数学模型,用以模拟风浪引起的床沙短期运动及滩面的冲淤空间变化。将该模型应用于杭州湾某海防工程堤前滩面的冲淤演变计算,模拟了某次台风期间堤前滩面的冲淤变化,并与实测资料进行比较。模拟结果表明该模型对于台风期间堤前滩面的冲淤变化可以给出合理的模拟结果,冲淤部位及冲淤量均达到一定的工程精度要求,且该数学模型数值求解简单易行,计算效率较高。

基于物理模型的近岸海浪建模与实时绘制

提出一种可以逼真地模拟大面积近岸海浪的方法。首先利用Boussinesq类方程求得指定海域一段时间内的海面运动序列;然后通过对此序列进行重建,得到"无限"长的海面运动序列;最后把相应的海面高度场作为顶点纹理进行绘制。在绘制时采用视点相关的海面网格,达到实时绘制的效果。实验表明,该方法模拟的大面积近岸海浪真实感强,绘制速度快,适合于实时仿真应用。

波浪漫滩边界对波生流数值计算的影响

波浪漫滩是近岸波浪的小尺度运动,在实际海域的波生流数值计算中通常被忽略。本文基于Boussinesq方程的FUNWAVE模式,分别采用波浪漫滩边界、固壁边界、海绵边界进行Haller波浪港池物理模型实验的数值模拟,比较三种边界计算结果与实验观测数据的误差,检验波浪漫滩边界对波生流数值计算的影响;然后设计了多种周期、波高的波生流数值模拟试验,分析多种波浪入射条件下波浪漫滩边界对近岸波生流数值计算的影响。结果表明,波浪漫滩对邻近区域波生流有明显影响,漫滩边界下的波生流计算结果更接近实验观测值,在近岸波生流数值模型中引入波浪漫滩边界可以提高波生流计算精度。

斜盘式压缩机活塞滑履间隙对振动的影响

加工精度等因素使得斜盘式压缩机活塞滑履间隙不可避免,不同间隙对压缩机的振动贡献量也不同。首先对同型号不同活塞滑履间隙的压缩机进行仿真分析,再结合试验对不同转速和活塞滑履间隙工况下的压缩机进行振动测试,利用时域信号和频谱分析确定间隙是压缩机空转时的主要振动源之一。通过仿真和试验分析发现,压缩机的振动冲击随着间隙和转速的增加而加剧,试验与仿真结果比较吻合,研究结果为压缩机故障诊断提供参考和依据。

近岸海洋波浪模拟的研究

近岸海洋波浪的研究对航海、海洋资源的利用、海洋灾难的预防具有十分重要的意义。介绍在一个试验场景中为研究近海海浪对海洋油气田勘探和开采的影响,根据实测数据和缓坡方程,采用径向基函数(RBF)神经网络建立控制模型模拟近海海浪的方法和过程。

长江口围垦工程越浪数值模拟研究

运用基于非线性浅水方程的SWASH模型对长江口围垦工程的越浪进行模拟研究。采用垂向结构提高了模型的色散性,使模型适用于深水区,考虑垂向加速度的作用,使浅水区域的模拟更加精确。根据实际具体工程对模型进行验证并与海堤规范计算结果进行比较。研究表明:该模型和海堤规范都能很好地对越浪量进行计算,模型计算结果更为精确,工程中栅栏板对波浪的耗散等还需在数模中进一步概化和优化。

近岸波浪数值计算中两种动边界处理的比较

在近岸波浪数值计算中,动边界处理是不可避免的问题。文章基于Boussinesq方程的FUNWAVE-TVD模式,引入窄缝法对波浪水槽实验进行数值模拟,比较窄缝法和干湿网格法的波浪数值计算结果;设计多种周期和波高的波浪数值试验,分析两种动边界处理下数值计算结果的差异。结果表明,两种动边界处理对近岸波浪破碎的数值模拟有影响,对波浪漫滩区的计算影响尤为显著。