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基于物理模型试验,考虑畸形波参数、相对板宽、相对波高等影响因素,就畸形波对平顶双层水平板防波堤作用进行研究。首先对畸形波作用下双层水平板的波浪力分布特征进行了讨论,然后就最大波动压强、结构最大总垂向力与不规则波作用进行了对比分析。结果表明,畸形波作用下,双层水平板最大波动压力出现在前端迎浪区域附近,向尾端逐渐递减。双层水平板4个受力面的压力分布不同且有相位差,4个受力面的最大波动压力时间差约在0.1Tp~0.4Tp范围内变化。与不规则波作用比较,畸形波作用没有显著改变波压包络分布特征,但增大了波压包络强度值。试验范围内,就最大总力而言,两者最大总浮托力比值在1.06~2.45间变化;向下的最大总垂向力比值在1.22~2.07之间变化;就波动压力而言,其增大的幅度与畸形波参数α1相关性最强,随α1的增大而增大,在α1=2.04~3.1试验范围内,畸形波作用时的最大压强比不规则波作用时可约增大20%~80%。就最大波吸力而言,两者的比值与畸形波参数α4相关性最强,随α4的增大而减小。在α4=0.62~0.75试验范围内,最大波吸力强度的比值在1.61~0.87范围内变化。当α4≤0.72时,畸形波作用时的最大波吸力大于不规则波作用时的最大波吸力;当α4 > 0.72时则刚好相反。 相似文献
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规则波和不规则波作用下消波建筑物前的波高分析 总被引：1，自引：0，他引：1
消波建筑物在国内外已得到广泛应用。本文采用近似方法分析了明基床上直立式消波建筑物前的波高及消波室内的波高，从而确定建筑物的消波效果。并在规则波的基础上将成果推广至不规则波作用下的情况。 相似文献
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基于二阶斯托克斯波理论推导了辐射应力的垂向分布表达式,通过算例讨论了辐射应力在深水和有限水深条件下的垂向分布规律,并与基于微幅波理论的辐射应力进行了比较.结果表明,在波浪非线性不强时,基于二阶斯托克斯波理论的辐射应力与基于微幅波理论的辐射应力表达式计算结果接近;而当水深较浅波浪非线性较强时,基于二阶斯托克斯波理论的辐射应力在近表面处明显大于基于微幅波理论的辐射应力.采用二阶斯托克斯波理论推导的波浪辐射应力更为合理地反映了波浪非线性效应. 相似文献
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The present study is employing the equivalent irregular wave approach to predict the wave loads for a ship encountering the worst sea state with respect to the critical dynamic loading parameter. Two different hydrodynamic numerical models, i.e. 3D pulsating source technique and 3D translating pulsating source technique, are applied to calculate the corresponding RAO of the ship moving in waves. Incorporating the RAO of the related physical properties, we can calculate the extreme value for the corresponding ship loading factor, which can be regarded as the worst sea state in the service lifetime of the ship. With the time and period of the occurrence of the corresponding extreme value, we can simulate the time history of the wave load in this period, which is so-called equivalent irregular wave approach. Comparing with the results calculated by the traditional equivalent regular wave approach, we find that the equivalent irregular wave approach can simulate the corresponding wave load more realistic, especially for dynamic pressure. Using the equivalent irregular wave approach can offer the effective and practical base for the ship structural analysis. 相似文献
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该研究提出了一种新型磁力双稳态机构,主要由一对同向充磁的负刚度磁环,附加一对异向充磁的正刚度磁环组成,可通过调整磁环参数有效改变双稳态装置的势垒高度,从而克服传统型双稳态装置在小幅波浪激励下转换效率低的难题。基于Cummins方程建立了系统的时域非线性动力学模型,其中采用状态空间模型替代了辐射力的卷积积分项用于加快计算速度。采用四阶龙格库塔方法求解动力学方程,获得系统响应解。采用Jonswap波浪谱,研究了不规则波激励下波浪能转换装置的转换效率随双稳态结构参数以及波浪激励参数的变化规律。结果表明,新型磁力双稳态机构在合适参数下可以达到降低势垒高度和拓宽平衡点间距的效果,从而显著提高波能捕获效率,拓宽波能捕获频带,尤其是大幅提高了系统在小波高激励下的捕获宽度。 相似文献
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Based on the filtered Navier-Stokes equations and Smagorinsky turbulence model,a numerical wave flume is developed to investigate the overtopping process of irregular waves over smooth sea dikes.Simulations of fully nonlinear standing wave and regular wave’s run-up on a sea dike are carried out to validate the implementation of the numerical wave flume with wave generation and absorbing modules.To model stationary ergodic stochastic processes,several cases with different random seeds are computed for each specified irregular wave spectrum.It turns out that the statistical mean overtopping discharge shows good agreement with empirical formulas,other numerical results and experimental data. 相似文献
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在近岸波浪相关研究中,辐射应力是波动在水体中引起的剩余动量流,是波浪运动的重要物理量。在波浪从深水逐渐传向浅水的过程中,波浪的非线性逐渐增强,甚至会发生破碎等剧烈变形,引起辐射应力的强烈变化,对次重力波生成等有重要贡献。应用OpenFOAM精细模拟波浪在潜堤上的传播,得出波浪运动的详细流场信息,计算了有波浪破碎情况下潜堤地形上波浪的辐射应力和波浪增减水情况。研究结果表明,在潜堤地形下,辐射应力值在堤前平底处受波幅变化影响较敏感,波浪完全破碎后其值在堤后坡面处呈增大趋势直至平底处趋于平稳。辐射应力沿程变化对波浪增减水的影响趋势与波浪增减水方程符合良好。 相似文献
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多方向不规则波传播变形数值模拟 总被引：1，自引：1，他引：1
在推广的缓坡方程数学模型基础上建立了多方向不规则波数学模型，综合考虑了波浪折射、绕射、反射、底摩擦和风能输入等因素。基于线性波浪理论，将波浪方向谱在频率和方向上按等能量分割法离散后，分别计算各组成波的传播变形，再计算合成波要素。缓坡方程数学模型采用改进的ADI法求解，计算效率高，稳定性好。采用椭圆形浅滩不规则波模型试验结果和单突堤不规则波绕射理论解对数学模型进行了验证，数值模拟结果和试验值及理论解符合良好。利用该模型进行了某港港内波浪折射、绕射和反射的联合数值模拟，给出了合理的港内波高分布。 相似文献
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以方形立柱作为研究对象，对其在聚焦波作用下的波浪力特性进行研究。研究主要基于计算流体力学数值方法，对聚焦波作用下方形立柱在固定、单自由度纵荡、单自由度垂荡三种运动状态下所受波浪力进行研究。利用phase-inversion逆相位分解方法对其高阶力特性进行分析。首先对聚焦波生成方法、数值计算方法与参数设置进行简要介绍，其次展示了三种运动状态下立柱在聚焦波作用下所受波浪力，并对其进行分析，最后利用phase-inversion逆相位分解方法获得高阶波浪力成分并对其载荷特性进行分析讨论。研究发现逆相位分解方法可以有效分离波浪力高阶成分，不同运动状态下立柱所受波浪力会有显著不同。 相似文献
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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
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护面是海堤和护岸的重要结构，直接抵御波浪作用，可采用人工块体、块石等，种类繁多。采用紧密排列方块石作为护面结构是一种景观性较好的型式，依据方块石厚度不同能抵御不同大小的波浪作用。干砌条石及干砌块石护面曾有一些规范给出过计算方法，但现行规范没有相关内容可供设计参考，已有计算方法的理论分析还存在不足。当波浪与斜坡堤相互作用时，方块石护面出现位移或脱落可能发生在波浪回落最低阶段、波浪破碎打击阶段及破后爬高水流作用阶段，通过研究得到了不同阶段波浪对方块石护面作用力的计算方法。在波浪回落最低阶段，考虑了护面及其下方垫层渗透性影响，通过理论分析建立了低渗透护面浮托压强计算模型，采用物模试验将计算结果与试验测量值进行了对比分析，结果表明总体趋势符合，量值接近；在波浪破碎冲击阶段，基于射流冲击作用原理，提出了波浪在斜坡面破碎冲击压强计算方法，通过试验分析了波浪破碎水深波高比与破波相似参数的关系，利用浅水波理论计算了波浪破碎冲击水流流速；在爬高水流作用阶段，提出了水流引起的方块石护面垂直浮托力及水平拖曳力的计算方法，通过试验结果拟合了浮托力系数和拖曳力系数，验证了水流作用下护面的受力特征。最后，针对方块... 相似文献
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Real waves are multidirectional waves.In the present study,the calculation method for the wave maker driving signals for generating multidirectional wave groups in physical wave basin is proposed.Its validity is first confirmed by a numerical model for which the incident boundary condition is determined by use of the proposed method.Then,the physical simulation of multidirectional wave groups is performed in laboratory wave basin.The experimental results show that multidirectional waves with expected wave groupiness,which includes not only its group height but also its group length,can be satisfactorily generated at the specified position in the physical wave basin. 相似文献
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低频长波对港湾共振、泥沙输运、波浪爬高与越浪等过程有重要影响。采用非静压模型SWASH模拟了不规则波在浅滩上的传播及破碎过程，重点探讨了滩顶短波破碎程度对低频波能演变的影响。模拟结果显示，当滩顶短波处于临界破碎状态时，低频波能流沿浅滩持续增长，浅滩对低频长波的放大效应（滩后与滩前低频波能流之比）显著；当滩顶短波轻微破碎、破波仅发生在外破波区时，低频波能流的沿滩增长率进一步变大；当滩顶短波剧烈破碎、破波延续到内破波区时，低频波能流沿滩先增长而后转为衰减，滩后放大率较临界破碎时明显减小。研究结果表明，浅滩顶部水深改变了短波破碎程度，进而影响低频长波的演化过程，浅滩上长波总体增长率随滩顶水深的减小呈现先增大后减小的规律，在短波轻微破碎时最大。 相似文献
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Owing to lack of observational data and accurate definition,it is difficult to distinguish the Kuroshio intrusion water from the Pacific Ocean into the South China Sea(SCS).By using a passive tracer to identify the Kuroshio water based on an observation-validated three-dimensional numerical model MITgcm,the spatio-temporal variation of the Kuroshio intrusion water into the SCS has been investigated.Our result shows the Kuroshio intrusion is of distinct seasonal variation in both horizontal and vertical directions.In winter,the intruding Kuroshio water reaches the farthest,almost occupying the area from 18°N to 23°N and 114°E to 121°E,with a small branch flowing towards the Taiwan Strait.The intrusion region of the Kuroshio water decreases with depth gradually.However,in summer,the Kuroshio water is confined to the east of 118°E without any branch reaching the Taiwan Strait;meanwhile the intrusion region of the Kuroshio water increases from the surface to the depth about 205 m,then it decreases with depth.The estimated annual mean of Kuroshio Intrusion Transport(KIT) via the Luzon Strait is westward to the SCS in an amount of –3.86×106 m3/s,which is larger than the annual mean of Luzon Strait Transport(LST) of –3.15×106 m3/s.The KIT above 250 m accounts for 60%–80% of the LST throughout the entire water column.By analyzing interannual variation of the Kuroshio intrusion from the year 2003 to 2012,we find that the Kuroshio branch flowing into the Taiwan Strait is the weaker in winter of La Ni?a years than those in El Ni?o and normal years,which may be attributed to the wind stress curl off the southeast China then.Furthermore,the KIT correlates the Ni?o 3.4 index from 2003 to 2012 with a correlation coefficient of 0.41,which is lower than that of the LST with the Ni?o 3.4 index,i.e.,0.78. 相似文献
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海洋波浪能平均功率的准确计算是波浪能开发和利用的基础。实践中，波浪能转换装置一般安装在有限水深区域。对于随机波，只有当详尽的波浪谱已知的时候，有限水深区的波能功率才能被准确计算出来。由于种种原因，实践中波浪的实测数据大多以散点图或有义波高和统计波周期的形式给出，而波浪谱信息有时则很难获得。基于这种情况，传统上人们利用无限水深条件下的相关公式来估算有限水深区域的波能功率，但这种做法会造成较大的误差。本研究显示，对于50 m水深的理论波谱JONSWAP谱来说该误差高达14.6%。为了提高波能功率计算的准确性，本文提出了一种基于能量频率的一阶和二阶近似算法，可以在未知波浪谱的情况下较为准确地计算不同水深时的波能功率。针对两种理论波浪谱的计算结果表明，本方法在计算有限带宽内的波能功率时计算误差低于2.8%。 相似文献