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为了使消能结构在多频率波浪作用下都能有一个较低的反射率,提出一种新型消能结构——双层板与双列开孔结构复合结构。考虑了面积约束条件下结构物边界对波浪反射特性的影响,运用数值模拟方法模拟了波浪与结构物的相互作用,计算了消能结构在不同边界形状下的反射系数,对比波浪反射系数结果获得了最佳的消能结构物边界形状。反射系数研究结果及消能结构周围流场的分析表明:消能结构物的反射特性及流场特性对波候有一定的依赖性,也依赖于消能结构物的边界特性。因此开展消能结构物边界排布及形状的研究是很有必要的。 相似文献
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提出一种新型导流式消能结构物的观念,在长方形开孔的内侧加装折叶板,并保留下侧泄水孔。借由波浪及水流运动与折叶板开阖的互动关系,于波峰作用时,推开折叶板让水流进入结构物体内,而在波谷作用时,向外排出的水体力与折叶板重量让折叶板闭合,阻止水流由原路径排出,而改道由下方排水。以水工模型反射率实验方式证明此种新型结构物的消波效果:在设定模型缩尺1/36下,造波周期0.8~3.0s间的反射率均在0.6以下,其中1.0~2.8s都在0.4以下,而1.3~2.5s则都在0.2以下。所以本新型结构物有益于削减港内长周期的波动现象。 相似文献
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开孔沉箱是将传统沉箱的前壁开孔,使沉箱前的入射波浪与反射波浪非同相位叠加,达到消能目的。消浪室是开孔沉箱的重要特征结构,其宽度对开孔沉箱的消浪性能具有重要影响。针对可渗明基床开孔沉箱,赋予消浪室宽度以较大的变化范围,开展专项物模试验,研究探讨了在规则波与不规则波作用下,相对消浪室宽度对可渗明基床开孔沉箱前波高反射系数的影响规律,发现反射系数随相对消浪室宽度的增加呈减小—增大—减小的振荡特性,这一发现有别于前人的研究成果,对工程中开孔沉箱消浪室结构的优化设计具有借鉴意义。同时,对试验工况进行数值模拟和解析计算,以物模试验值为标准,评价两种方法在研究相对消浪室宽度对开孔沉箱波高反射系数影响时的规律把握能力及计算精度,对工程中应用这两种方法给出相关建议。 相似文献
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双消浪室局部开孔沉箱防波堤具有低反射、结构受力小、适宜较大水深和工程造价低等优点。为明确双消浪室局部开孔沉箱水动力特性的主要影响因素,采用理论分析和物理模型试验相结合的方法,对规则波和不规则波作用下双消浪室局部开孔沉箱防波堤的反射特性进行研究。基于势流理论,建立规则波和不规则波对局部开孔沉箱防波堤作用的三维解析解,采用二次压力损失边界条件考虑沉箱开孔墙对波浪运动的影响,利用周期性边界条件考虑防波堤结构沿长度方向的周期性变化。开展相应规则波和不规则波物理模型试验,验证理论模型的合理性。通过算例分析,研究不同波浪要素和结构参数对防波堤反射特性的影响。研究表明:双消浪室局部开孔沉箱相对消浪室宽度取值为0.08~0.20,沉箱前墙开孔率大于后墙开孔率时,防波堤在较大波浪频率范围内消波效果显著;当前后墙的开孔率相等时,防波堤反射系数的最小值随着开孔率增大而减小。 相似文献
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波浪与大孔隙多孔介质相互作用的耦合数学模型 总被引：1，自引：0，他引：1
建立了波浪与大孔隙多孔介质相互作用的耦合数学模型,波浪域的控制方程为雷诺时均方程和k-ε紊流模型。对于计算域的入射波采用推板式造波,它可以是线性波、椭圆余弦波和孤立波。采用PLIC-VOF法追踪波浪自由表面。对于多孔介质内的孔隙流场采用非线性Forchheimer方程,两区域共享连续方程,最后导出的波浪域与孔隙流域的压力修正方程具有完全相同的形式,利用这个方程能够同时而不是分别求解波浪场和孔隙流场,避免了在内部边界上给定匹配条件,实现了波浪场与孔隙流场的同步耦合。波浪与粗颗粒海床、平底床面上抛石潜堤及斜坡上抛石潜堤相互作用的验证计算结果表明该模型可用于研究波浪与大孔隙多孔介质相互作用的问题。 相似文献
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斜向不规则波入、反射波分离的实验研究 总被引：2，自引：0，他引：2
斜向入射的不规则波在海岸结构物前发生反射形成入、反射波共存的波浪场,对这种物理场的入、反射波的分离是海岸工程研究的一个重要课题.改进了一种可用于斜向入射的不规则波分离的两点法,使得测波阵列的两波高仪可布置在结构物前任何方向上.将此方法应用于三维波浪水池的物理模型试验研究,试验了不同的两波高仪的组合、不同的基床高度、不同的入射方向和不同的波浪要素等各种条件对分离结果的影响,结果表明,各种情况在满足非奇异条件下可得到较好的分离结果.该方法计算简便,可以给出较准确的反射系数和入、反射波的频谱. 相似文献
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数值波浪水槽是研究波浪及波浪与结构相互作用的常用工具,可在真实尺度下产生波浪,并提供流场的详细数据。然而,大部分数值波浪水槽都存在数值耗散和数值色散问题,数值耗散使波能缓慢消散,数值弥散在波传播过程中使波频移。本文在有限差分法（FDM）求解欧拉方程的基础上,提出了一种抑制数值耗散效应的简单方法,考虑阻尼项的影响,对波的传播解进行了解析求解。该方法的主要思想是在动量方程中附加一个源项,其强度由数值阻尼效应的强度决定。本文通过对规则线性波、Stokes波和不规则波的数值模拟,验证了该方法的有效性。结果表明,本文方法可有效减小数值波浪水槽中存在的数值耗散现象。 相似文献
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海岸波浪多次破碎波能耗散模型 总被引：1，自引：0，他引：1
在坡度很缓(接近或小于1∶100)的海岸,波浪在向海岸传播的过程中,可能经历多次破碎,而在两次波浪破碎之间将伴随着波浪恢复(波浪恢复到不破碎状态)。在现有海岸波高计算模型中,波浪破碎是通过波能耗散来模拟的,但所采用的波能耗散模型都不能自动考虑波浪出现多次破碎的过程,特别精确模拟这一过程中出现的波浪恢复。本文提出了解决这一问题的新的波能耗散模型,模型的建立是通过在Dally模型中重新建立稳定波能、饱和波高水深比和波能耗散系数,并引入了波浪恢复的判断条件实现的。该模型的波能耗散在波浪恢复区的值很小故能描述波浪恢复区的波浪运动。与实验结果的对比表明,新模型可以适合缓坡情况波浪多次破碎的波高模拟,而且对不同坡度的平坡和沙坝海岸(1∶100～1∶10)的破碎波模拟都可以给出与实验结果符合的结果,并且可以自动识别多次波浪破碎的存在和波浪恢复的发生。 相似文献
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Wave dissipation characteristics in SWAN (Simulating Waves Nearshore) model are investigated through numerical experiments. It is found that neither the fully developed integral parameters of wind waves (significant wave height and peak frequency) nor the high frequency spectral tail can be well reproduced by the default wave dissipation source terms. A new spectral dissipation source term is proposed, which comprises saturation based dissipation above two times of peak frequency and improved whitecapping dissipation at lower frequency spectrum. The reciprocal wave age (u /c p ) is involved into the whitecapping model to adjust dissipation rate at different wind speed. The Phillips higher frequency saturation parameter in the saturation-based dissipation is no longer taken as a constant, but varies with wave age. Numerical validations demonstrate that both the wind wave generation process and higher frequency spectrum of wind waves can be well simulated by the new wave dissipation term. 相似文献
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In this paper, we analyse the ability of the nonlinear shallow-water (NSW) equations to predict wave distortion and energy dissipation of periodic broken waves in the inner surf zone. This analysis is based on the weak-solution theory for conservative equations. We derive a new one-way model, which applies to the transformation of non-reflective periodic broken waves on gently sloping beaches. This model can be useful to develop breaking-wave parameterizations (in particular broken-wave celerity expression) in both time-averaged wave models and time-dependent Boussinesq-type models. We also derive a new wave set-up equation which provides a simple and explicit relation between wave set-up and energy dissipation. Finally, we compare numerical simulations of both, the NSW model and the simplified one-way model, with spilling wave breaking experiments and we find a good agreement. 相似文献
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1 IntroductionRecently breakwaters with perforated front wallshave been widely used. The use of perforated break-waters mainly has two advantages. Firstly, wave forcesacting on the whole structure can be divided into twoparts on two different walls with a phase difference.To select the distance between the two plates suitably,the total wave force on the whole structure can bemaintained at a low level. Secondly, waves will dissi-pate when they transmit over a porous medium. Thus,the reflection… 相似文献
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