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相似文献
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1.
蒋昌波  徐进  邓斌  陈杰  屈科 《海洋通报》2019,38(5):591-600
基于非静压单相流模型NHWAVE,设计不同的计算工况,系统研究了规则波与非规则波作用下,非淹没刚性植物的消波特性。将计算结果和实验数据进行对比分析,验证了非静压模型NHWAVE计算植物消波特性的准确性。进一步研究了波高、周期和水深等因素对植物消波特性的影响,探讨了植物消波特性与这些水动力因素的内在联系。结果表明:非淹没刚性植物的消波效率受波高和周期的影响较大,水深对消波效率的影响很小。由于波浪非线性的影响,基于线性波理论的消波理论模型对植物消波能力的估计偏小。  相似文献   

2.
非线性波消波及波场分布研究   总被引:1,自引:1,他引:0  
本文基于雷诺平均N-S方程,并结合RNG k-e方程建立了粘性数值波浪水槽,对不同波陡、不同相对水深、不同相对波高的非线性规则波的阻尼消波问题和波场分布进行研究。文中提出了两种描述消波区内部阻尼变化的阻尼函数,分别适用于小波陡情形和高波陡情形。研究结果表明,小波陡组消波区可设为一个波长,阻尼系数取10~4~10~5即可满足消波要求,计算结果与实验结果及造波理论吻合良好;高波陡组消波区可设为两个波长,阻尼系数取10~4~10~5亦可满足消波要求,计算结果与实验结果吻合良好。此外,当波陡较小时,波场内反射情况的小幅改变即可对整个波场造成影响,特别是当水深较浅时这种影响极为明显,需谨慎考虑。当波陡较大时,水波能量较高,整个波场沿水波传播方向可观测到明显的衰减现象,在具体试验中需进行考虑。  相似文献   

3.
基于非静压数值计算模型,本文系统研究了聚焦波作用下透水潜堤的消波特性,通过设置合理的计算工况,详细分析了波高、堤顶水深、谱峰周期、孔隙率以及堤顶宽度5种因素对透水潜堤消波特性的影响。与此同时,本文将透水潜堤的计算结果同不透水潜堤的计算结果进行了对比分析。计算结果表明:透水潜堤对聚焦波的消减作用要强于不透水潜堤,从而说明,透水潜堤能更有效地降低畸形波对海岸基础设施的影响;波高和堤顶水深是影响潜堤消波特性的重要因素,随入射波高增加、堤顶水深减小,透水潜堤对波浪的消减作用逐渐增强。透水潜堤对长周期波浪的消波效果较差。在本文考虑的孔隙率范围内,孔隙率越大,透水潜堤消波效果越好;当孔隙率为0.4,堤顶宽度为0.612 5 m时,透水潜堤可消减54%的入射波能,比不透水潜堤对入射波能的消减增加36.1%。本文研究结果可为进一步认识透水潜堤的消波特性和海岸防护工程设计提供相应的参考。  相似文献   

4.
采用野外监测的方法对海南东寨港三江湾秋茄和无瓣海桑红树人工林的消波效应进行了量化研究。结果表明,裸露海滩的消波作用较弱,波浪在经过裸滩50m后,1/10波高、1/3波高和平均波高分别减低2.9%、4.4%和5.8%。红树林的消波作用显著,总体来说,波浪在经过秋茄林50m后,1/10波高、1/3波高和平均波高分别减低46...  相似文献   

5.
在理论分析的基础上利用根、茎、叶均可量化的植物模型,开展波浪水槽实验。通过改变实验水深、入射波高、植物分布密度等因素,研究不规则波在植物群传播时沿程波高衰减特性,利用快速傅里叶变换对不规则波频谱变化情况进行分析。结果表明,各植物模型消波效果较好,但很少出现植物消波的边界效应,不规则波沿植物群的波高变化情况多数时与Mendez理论曲线不一致,植物群各部分的波能衰减情况并无固定的变化规律。此外,波能衰减集中在谱峰频率处,且入射波高越大,透射波与入射波之间的谱峰值差值越大,但透射波的频谱宽度与入射波相比无明显变化。本研究可为采用近岸植物消波护岸提供一定的理论依据。  相似文献   

6.
蒋昌波  徐进  邓斌  陈杰  屈科 《海洋工程》2020,38(3):1-11
为研究近岸植物的非均匀分布对海啸波的消减作用,采用非静压单相流模型计算了5种不同密度分布植物与孤立波的相互作用,分析不同密度分布植物对海啸的消波特性。结果表明在植物总株数相同时,具有不同分布密度植物的消波效果相近,透射波波高差小于3%、最大流速差小于5.4%,但是不同植物密度分布情况下植物区前的反射系数有所不同,反射系数最大差为80.2%。此外,所有分布的植物区对波高和流速的透射系数随着波高和植物区长度变化的趋势是一样的,在不同入射波高和植物区长度情况下5种分布均呈现出相似的沿程衰减机制。  相似文献   

7.
在实验室风浪槽中观测风浪,发现波群连长是影响波群中波高分布的重要因素,随着波群连长增大,波群中波高分布信息熵增大。当以平均波高无因次化,连长较大时波群中波高累积概率明显大于连长较小时情形。波群中波高分布受谱宽度影响。当谱宽度增大,波群中波高累积概率降低。谱宽度和波群连长对波群中波高累积概率的影响相当。引进体现波群特性的1个无因次化波高参量研究波群中波高累积概率。  相似文献   

8.
为揭示近岸植物对孤立波的消减机制,利用物理模型实验探究了不同水深、入射波高和植物密度下植物模型与孤立波的相互作用机理。研究结果表明:树根、树冠和整株植物模型波能耗散系数范围分别为0.003~0.036,0.010~0.110和0.020~0.130;植物树根和树冠具有不同的消减孤立波机制,其中树冠对孤立波的消减起主要作用;波能耗散系数随相对波高增大而增大;植物模型的波能耗散系数小于其各组分波能耗散系数的线性叠加;当植物消波时,植物各组分之间存在反协同效应,且反协同效应随相对波高的增大而增强;波能耗散系数随雷诺数的增大而增大,当根部或冠部分布密度较小时,耗散系数与雷诺数的敏感度更高。研究结果可为沿海地区人工防浪林的设计提供一定参考。  相似文献   

9.
实验室中椭圆余弦波的产生   总被引:1,自引:0,他引:1  
肖波  邱大洪  俞聿修 《海洋学报》1991,13(1):137-144
波浪从深水传入浅水后,波面形状发生了变化,波峰变陡,波谷变平,呈现出非线性波的特征,当波长与水深之比大于8时,这种波形用椭圆余弦波来描述是比较合适的.目前,非线性浅水波对近岸建筑物的作用已引起许多学者的兴趣,开展了这方面的研究,如椭圆余弦波对墩柱的作用力.因此,实验研究浅水波对建筑物的作用是必不可少的手段之一,这就提出了如何在实验室中产生波高较大、非线性较强的波浪.人们在实验中早就发现,在波浪槽中产生浅水非线性波是十分困难的.按正弦曲线运动的推板产生的波面有明显的次峰,而且作者还注意到,若波高大于0.45倍水深,产生的波浪不稳定或破碎.造成这些问题的原因之一是推板运动速度与水质点运动速度不一致.  相似文献   

10.
圆弧板透空式防波堤消波性能试验研究   总被引:1,自引:1,他引:0  
提出了一种由多层圆弧板组成的新型透空式防波堤结构,并对其在二维规则波浪作用下的消波性能进行了物理模型试验研究。在不同入射波高条件下,对圆弧板和水平板透空结构的消波性能进行了比较分析,探讨了圆弧板间距和层数对圆弧板透空式结构消波性能的影响。研究结果表明,圆弧板透空式结构的消波效果优于水平板式透空结构,在相对宽度为0.2时,可以使透射系数达0.5以下。随着圆弧板间距从0.15 m减小到0.05 m时,消波效果逐步提升,而圆弧板的层数对结构的消波性能也有一定影响。  相似文献   

11.
驱动非线性浅水波的行波特征研究   总被引:2,自引:1,他引:1  
采用带有外界强迫效应的浅水动力学模式研究非线性波动、获得了依赖于外界输入形式的驱动水波的行波解。研究结果表明,驱动水波仍具有非线性波动的一般性质,而当外界强迫波速与水波固有速度一致时,水波出现共振效应,并且外界强迫孤立子将导致驱动水波孤立子产生。  相似文献   

12.
Wave absorbing structures have been widely applied in many countries. In the present paper, the wave heights in front of a vertical wave absorbing structure with rubble foundation as well as in the wave chamber of the structure are analysed using an approximative calculation method, and the dissipating effect of the structure is verified. On the basis of the results of regular waves, the relative wave heights of irregular waves in front of the wave absorbing structure as well as in the chamber have also been analysed.  相似文献   

13.
有关波浪破碎问题的研究是海岸工程界十分关注的课题。本文列举了前人有关波浪破碎特性方面的研究成果;分析了波浪破碎前后波高的变化规律,作出了适当的假定;并考虑了动床海滩坡度、底摩擦以及紊动对波浪破碎特性的影响。应用波动能量耗散率理论,并结合孤立波理论的有关公式,作者推导了计算动床海滩上破碎指标r_b的公式,并进而给出破碎水深h_b与破碎波高H_b的计算公式。通过不同规模实验水槽的资料验证表明,这组计算式具有广泛的实用性。  相似文献   

14.
根据布设海域波浪能资源特征,对点吸收式波浪能装置结构进行优化,可有效提高装置的能量俘获效率。本文以威海褚岛北部海域为装置布设目标海域,在对该海域波浪资源特征进行统计分析的基础上,计算得到装置的直径,同时利用数值软件计算出多组工况下点吸收装置吃水深度和装置固有周期的对应关系,并利用统计学方法得出装置固有周期随吃水深度的变化规律,进而分析得出装置在该海域的最佳设计吃水深度,为点吸收波浪能装置结构优化设计提供了新的思路。该方法对于其他技术类型波浪能装置的结构优化设计同样具有借鉴意义。  相似文献   

15.
气旋天气过程引起的大浪是石臼港近海灾害性海浪之一。本文对1979年12月的一次气旋天气影响下的实测海浪进行了分析;论述了波要素的某些特点、波高与周期分布以及风与浪的关系;并讨论了风浪谱及其参量特征,得到了一个与实测谱接近的拟合谱形式。  相似文献   

16.
阐述以实测或拟合海浪谱为靶谱,用等能量分割法作波面数值模拟,从而利用模拟波面统计分析波高(H)-周期(T)联合分布。对波候的H-T联合分布、长时段海浪连续记录的H-T联合分布以及风浪、涌浪和混合浪的H-T联合分布进行了讨论。结果表明,只要已知特征波高和周期,就可反演出模拟波面,进而估测H-T联合分布情况,这对了解与各种特征波高对应的周期问题及在海洋工程应用上有一定的参考意义。  相似文献   

17.
中咀湾是一个天然的避风良港,一般情况下外海波浪影响很小,主要受局部风场产生的局部风浪影响。本文采用曹宏生在Massel的扩展缓坡方程基础上推导出来的考虑陡变地形和能量耗散效应的缓坡方程为控制方程,结合固边界的反射边界条件,构成波浪传播变形的联合折射、绕射和反射的数学模型。文中将此方法运用在中国台州市大陈岛中咀湾避风港中,用波浪数学模型计算极端高水位和设计高水位时3种波况分别在3组重现期时工程海域的波浪要素,提供防波堤的堤前波高,并分析比较此处实心式和透空式防波堤的防浪性能。  相似文献   

18.
根据香港附近海区1985,1986年两次台风大浪的实测资料,以有效波高为相应水平,对波群作统计分析,得出可供海洋工程参考的波群连长、波群重复长度、波群出现频率以及波群中最大波高与有效波高的关系等。并将统计值与理论值作比较,结果表明:统计值大于“连”的理论值,而与包线理论中采用合田修正公式的汁算值相近。  相似文献   

19.
A numerical irregular wave flume with active absorption of re-reflected waves is simulated by use of volume of fluid (VOF) method. An active 'absorbing wave-maker based on linear wave theory is set on the left boundary of the wave flume. The progressive waves and the absorbing waves are generated simultaneously at the active wave generating-absorbing boundary. The absorbing waves are generated to eliminate the waves coming back to the generating boundary due to reflection from the outflow boundary and the structures. SIRW method proposed by Frigaard and Brorsen (1995) is used to separate the incident waves and reflected waves. The digital filters are designed based on the surface elevation signals of the two wave gauges. The corrected velocity of the wave-maker paddle is the output from the digital filter in real time. The numerical results of regular and irregular waves by the active absorbing-generating boundary are compared with the numerical results by the ordinary generating boundary to verify the performance of the active absorbing-generator boundary. The differences between the initial incident waves and the estimated incident waves are analyzed.  相似文献   

20.
汕头近岸区的台风波浪(一)实测记录的分析   总被引:3,自引:0,他引:3  
作者选择了汕头近岸区某测点的台风(包括热带风暴和强热带风暴,下同)波浪从下列三个方面进行分析研究:(一)实测记录的分析;(二)后报台风波浪及其基本特征;(三)各种重现期台风波浪要素的确定。力图为该近岸区海岸工程设计中必须考虑的水动力参数提供依据。本文,着重分析了实测台风波浪能量的分布,给出台风过程波浪能量随频率和方向的变化;波浪能量的集中程度以及台风过程测点出现波高最大值时波浪能量随频率和方向的分布等。从实测资料的分析揭示台风波浪能量的结构。  相似文献   

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