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由于在前壁上设置了尺寸较小的孔,开孔沉箱受流体黏性力作用显著,依照弗劳德数相似准则设计模型存在比尺效应。为揭示比尺效应,建立了模拟波浪与开孔沉箱相互作用的光滑粒子流体动力学(SPH)模型。其中流体运动由连续性方程和Navier-Stokes方程控制,固壁边界由改进的动力边界粒子施加。模型收敛性通过分析不同粒子分辨率下的波浪反射系数得到,模型精度通过比较计算与理论波浪反射系数证明。使用经过验证的SPH模型,计算并比较了不同几何比尺和开孔率下开孔沉箱附近的涡量场、箱体外侧的波面时程曲线和波浪反射系数。结果表明,随着模型几何比尺的减小,开孔沉箱受到偏大的流体黏性力,致使更多波能在湍流运动中耗散,进而减小了波浪反射系数并降低了箱体外侧的波面高度。 相似文献
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本文结合毛里塔尼亚友谊港下游冲刷模型的试验研究探讨了海岸波浪动床模型的相似律和试验波浪要素的确定。作者推导获得了同时满足波浪作用下岸滩剖面冲淤相似、沿程冲淤部位相似、泥沙起动相似和沉降相似的综合相似比尺公式：λρｓ－ρ＝λ＾１／３ｌ．λ＾１／６Ｄ；λｄ＝（λＤ／λｔ）＾２／３解决了波浪冲刷动床模型的基本相似问题和砂的选砂问题。对于常浪向与强浪向不一致的海岸，作者提出了采用综合考虑波高、波周期（或波 相似文献
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研究具有窄谱和Ｗｅｉｂｕｌｌ波高分布的波群对非线性桩柱系统作用力的统计性质。求得了桩桩的波浪峰力的各种特征值及其比值。指出这些数值不仅是阻力一惯性力参数ｂＨ的函数，也随着波群因子而变化。本文模式更具广泛性。文中给出了一系列计算图表，可从理论计算波群作用于桩柱的波浪峰力。 相似文献
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海底管道掏空与波浪力变化关系试验 总被引：1，自引：0，他引：1
鉴于海底油气管道在海洋能源开发中的特殊意义,前人开展了大量管道安全试验研究,特别注重不同底床、不同波浪条件、不同埋置深度等方面的组合试验,本次试验针对危害管道安全的掏空和悬跨开展了波浪水槽试验,探讨黄河三角洲为主的粉土海床上掏空与管道受力关系,弥补这方面研究的不足,结果表明,海底管道受力变化与掏空过程密切相关。连续试验过程表明,海底管道与海床土、波浪水体之间存在密切关系。海底管道在波浪作用下冲刷掏空经历了3个演变阶段:泥沙起动阶段、水流隧道发育阶段、快速掏空阶段和冲刷平衡阶段。水流隧道伴随的管涌对冲刷掏空起重要作用。伴随冲刷掏空,管道波浪力出现规律性转化,从正向作用逐渐过渡到负向作用,也可以分出4个演化阶段:冲刷初始阶段,管道波浪力以正向为主,管道表现为正向力作用下的振动;隧道发育阶段,管道受到的作用力主要是波峰上举力和波谷下拉力,表现为上下振动;管道悬空阶段,波峰负向作用力和波谷正向力交替出现,管道在波浪作用下表现为前后振动;冲刷平衡阶段,管道主要在负向作用力下振动。 相似文献
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通过理论研究定量地说明流向Morison波浪力,即拖曳力和惯性力的高阶统计矩随采样次数增加的规律.主要应用二阶Stokes波理论,推导了流向Morison波浪力的前四阶累积量.计算了作用于实际海底管线上的流向Morison波浪力的偏斜度和峰度.结果表明,随着采样次数的增加,拖曳力和惯性力的偏斜度和峰度驱于收敛.文中给出的方法为后续理论工作奠定了基础. 相似文献
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概念性地设计了一种新型半潜式海上风力机基础,确定了结构的型式和尺寸,对风浪联合作用下不同工况的风力机基础稳性进行了校核.考虑黏性阻尼和二阶波浪力的作用,计算分析了风力机基础的水动力系数、幅频运动以及动力响应特性.结果表明,经过改进的新型风力机基础具有良好的稳性和水动力性能,特别是在垂荡性能上有大幅的提升.波浪入射角度对垂荡的影响不大,但对其他自由度RAOs影响较大.垂荡、横摇和纵摇RAOs均存在一个主峰值和次峰值,但峰值周期均远离波能集中区.此外还发现,不同工况下风浪入射角对风机系统的动力响应和系泊力均有较大影响,相对于工作工况,极端工况下所受风荷载较小,但是系泊力更大. 相似文献
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基于粘性流模型的筒型基础防波堤波浪力数值分析 总被引：3，自引：0，他引：3
筒型基础防波堤是一种新型港口海岸工程结构,其基础上部是由连续排列的圆筒构成的直立防浪墙.采用粘性流数值模型,研究连续圆筒防波堤上波浪力竖向分布、水平(沿圆筒环向)分布和波浪力合力特性,并对粘性流数值模型计算的平面直墙波浪力与海港水文规范方法计算结果;粘性流数值模型计算的连续圆筒墙面波浪力与平面直墙波浪力;无限长连续圆筒墙面波浪力与有限长连续圆筒墙面波浪力进行比较分析.针对所选工程算例,建议按<海港水文规范>中平面直墙波浪力计算方法确定连续圆筒防波堤上的波浪力时,波峰时考虑0.90左右的折减系数,波谷时考虑0.95左右的折减系数. 相似文献
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Akira Masuda Tadao Kusaba Kenji Marubayashi Michiyoshi Ishibashi 《Journal of Oceanography》1999,55(2):289-305
The variability of the sea surface wind and wind waves in the coastal area of the Eastern Tsushima Strait was investigated
based on the hourly data from 1990 to 1997 obtained at a station 2 km off Tsuyazaki, Fukuoka. The annual mean wind speed was
4.84 m s−1, with strong northwesterly monsoon in winter and weak southwesterly wind in summer. Significant wave heights and wave periods
showed similar sinusoidal seasonal cycles around their annual means of 0.608 m and 4.77 s, respectively. The seasonal variability
relative to the annual mean is maximum for wave heights, medium for wind speeds, and minimum for wave periods. Significant
wave heights off Tsuyazaki turned out to be bounded by a criterion, which is proportional to the square of the significant
wave period corresponding to a constant steepness, irrespective of the season or the wind speed. For terms shorter than a
month, the significant wave height and the wave period were found to have the same spectral form as the inshore wind velocity:
white for frequencies less than 0.2 day−1 and proportional to the frequency to the −5/3 power for higher frequencies, where the latter corresponds to the inertial
subrange of turbulence. The spectral levels of wave heights and wave periods in that inertial range were also correlated with those of the inshore wind velocity, though the scatter was large.
This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date. 相似文献
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日照港30万吨油码头船舶泊稳物理模型试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
日照港拟在岚北港区建设30万吨级原油码头,通过实验测定了船舶在风、浪、流作用下对码头结构的作用力、船舶运动量最大值、最大缆绳拉力、船舶对护舷撞击能量和撞击力,为工程结构设计和操船规程的制定提供可靠依据。 相似文献
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Wilson方法和井岛方法均是移动风区上著名的波浪推算方法,被广泛应用于台风波浪的推算和预报上。本文通过分析指出:使用上述方法以海洋工程界所推行的风浪预报公式作台风浪推算时,所得特征波波陡将与台风浪实测波陡分布定性不符,并指出产生这种缺陷的原因。 相似文献
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The ocean drift current consists of a (local) pure drift current generated by the interaction of wind and waves at the sea surface, to which the surface geostrophic current is added vectorially. We present (a) a similarity solution for the wave boundary layer (which has been validated through the prediction of the 10-m drag law), from which the component of pure drift current along the direction of the wind (and hence the speed factor) can be evaluated from the 10-m wind speed and the peak wave period, and (b) a similarity solution for the Ekman layers of the two fluids, which shows that under steady-state neutral conditions the pure drift current lies along the direction of the geostrophic wind, and has a magnitude 0.034 that of the geostrophic wind speed. The co-existence of these two similarity solutions indicates that the frictional properties of the coupled air-sea system are easily evaluated functions of the 10-m wind speed and the peak wave period, and also leads to a simple expression for the angle of deflection of the pure drift current to the 10 m wind. The analysis provides a dynamical model for global ocean drift on monthly and annual time scales for which the steady-state neutral model is a good approximation. In particular, the theoretical results appear to be able to successfully predict the mean surface drift measured by HF Radar, which at present is the best technique for studying the near surface velocity profile. 相似文献
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大直径单桩基础是海上风电应用广泛的一种基础形式,严格控制桩基泥面处的位移是保证基础稳定和风机安全运营的关键因素.通过数值方法建立了单桩—海床的三维模型,将可以描述海洋砂土超固结性和结构性的弹塑性本构模型通过UMAT子程序嵌入有限元软件ABAQUS中,桩基承受的波浪荷载通过Morison方程进行计算模拟.针对无波浪荷载、仅作用于海床的波浪荷载、同时作用于桩基和海床的波浪荷载三种情况,分析了海床土的动力响应以及桩基的水平位移之间的差异,探讨了海床土体参数对桩基水平变形的影响.研究结果表明海床土体液化会导致桩基水平变形增加,海床土渗透性、超固结性、结构性对桩基水平位移影响显著,研究成果可为海上风电单桩基础的设计与运维提供参考. 相似文献
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大连海域近海面湍流结构及谱特征 总被引：1，自引：0，他引：1
利用黄海北部大连海域2009年10月—11月的近海面大气湍流观测资料,对湍流强度、方差相似关系、风速与温度分量谱及湍流通量协谱等进行了分析。结果表明:该海域在海风环境下湍流强度随着风速的增大逐渐减小,且强度均小于0.5;湍流方差相似关系基本上满足1/3定律,近中性环境下无量纲化三维风速方差主要受海滨地形的影响;各速度分量谱在惯性副区符合理论上的-2/3次幂规律,不稳定条件下由于湿度因素的影响,温度谱谱线在高频部分收缩较差,略有上翘;动量谱在惯性副区更接近-2/3幂率,感热谱在惯性区基本符合-4/3的分布,但是谱线分布与稳定度没有明显的规律性。 相似文献