斜坡堤护面块体安放过程及稳定性数值模拟     

李绍武  王家汉  柳叶 《海洋工程》2022,40(2):1-14,66

利用基于光滑粒子流体动力学(SPH)数值方法的开源软件DualSPHysics进行数值试验,模拟斜坡式防波堤上扭王字护面块体的安放过程,研究护面块体的稳定性。首先以DualSPHysics为平台开发了护面块体的安放功能模块,并对护面块体的安放效果进行评价,实现了按指定安放密度进行块体安放。块体安放完成后,在数值波浪水槽中研究护面块体在规则波作用下的运动及受力响应,并分析护面块体失稳的典型形式和失稳标准,通过系统化的参数分析,探讨波浪要素及块体安放等因素对块体稳定性的影响。结果表明,扭王字块体稳定性系数的取值范围为21.64~26.20,是规范推荐值的1.5倍左右。块体鼻轴方向的相对位置主要影响单个块体的上举脱出失稳,鼻轴方向在坡面上赤平投影图越分散,护面块体层整体上越稳定。坡面坡度变缓时,护面块体层整体下滑趋势减弱,但更易发生上举脱出失稳;单个块体缺失会加大周围块体的上举失稳概率。  相似文献   

半潮堤前的反射形态与时均流速场分析     

徐展  王文进  蒋学炼  杨伟超  刘俊涛 《海洋工程》2022,40(3):75-82

采用模型试验和数值模拟研究了不同水深工况下半潮堤前的反射形态及时均流速场。基于Hilbert变换建立了叠合波的时频分离技术,同时获取了入射波和反射波的波面过程及相位关系,通过试验数据证明其适用于不同反射程度的波浪信号分析。不同水深工况下,半潮堤前形成了部分立波系统,腹点和节点分别以四分之一波长的偶数倍和奇数倍交替增加。半潮堤前底床水质点水平速度包络图与波面包络图相差四分之一周期的相位,水平速度的极大值和极小值分别出现在波面包络图的节点和腹点,意味着节点处易形成冲刷,腹点处易形成淤积。3种工况的周期平均速度场均在迎浪基床上方的堤脚处存在一个小型环流系统,可能引起局部冲刷,此处需加强防护。淹没工况下,半潮堤前的周期平均速度场形成一个大型环流系统,表层水流向堤后,中下层水流向海侧,意味着底床悬起的泥沙很可能向离岸方向流失。  相似文献   

环抱式防波堤口门航道横流三维特性研究          下载免费PDF全文

张玮  李泽  刘燃  钱伟 《海洋工程》2014,32(1):91-98

环抱式防波堤口门易出现较大横流,且三维特性明显。针对连云港主港区深水航道,建立三维潮流数学模型,并用现场航槽实测资料进行验证,在此基础上计算分析了不同潮差条件下口门段进港航道横流的三维特性。研究结果表明:最大横流约出现在高潮位前1.5 h,自表层至底层相继出现,且表、底层出现时刻仅相差0.5 h;因航道边坡较小,最大横流时未见水流分离现象,航槽底部没有反向流;各层最大横流值均与涨潮潮差有关,且相关程度高;航道内最大横流垂向分布梯度随潮差增加略有增大。  相似文献   

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  

潘春昌  王国玉  任冰  王永学 《海洋工程》2014,32(4):33-40

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   

基于PIV技术不同形式防波堤周围涡旋场特性研究(英文)     

郄禄文  夏乾  张翔  蒋学炼 《海洋通报(英文版)》2014,(2)

深水防波堤周围流场存在复杂的紊动变化,防波堤较容易发生失效破坏。本文利用PIV技术,基于模型实验,对规则波作用下防波堤周围的速度流场及其涡流特性进行了实验研究,获得了规则波流场的瞬时速度分布。通过对不同型式防波堤在不同的水力条件下的波浪流场实验数据的分析,定量地研究了防波堤堤身水域的涡旋流场的水力特性。  相似文献   

Risk Analysis of Breakwater Caisson Under Wave Attack Using Load Surface Approximation     

Dong Hyawn KIM 《中国海洋工程》2014,(6):739-748

A new load surface based approach to the reliability analysis of caisson-type breakwater is proposed. Uncertainties of the horizontal and vertical wave loads acting on breakwater are considered by using the so-called load surfaces, which can be estimated as functions of wave height, water level, and so on. Then, the first-order reliability method（FORM） can be applied to determine the probability of failure under the wave action. In this way, the reliability analysis of breakwaters with uncertainties both in wave height and in water level is possible. Moreover, the uncertainty in wave breaking can be taken into account by considering a random variable for wave height ratio which relates the significant wave height to the maximum wave height. The proposed approach is applied numerically to the reliability analysis of caisson breakwater under wave attack that may undergo partial or full wave breaking.  相似文献   

深水工况下弧面胸墙沉箱堤的反射形态分析     

任丽婷  蒋学炼  赵悦  郄禄文  刘俊涛 《海洋工程》2023,41(2):153-160

为推广应用新型弧面胸墙沉箱堤,结合模型试验和数值模拟对比分析了深水工况下弧面胸墙沉箱堤和削角胸墙沉箱堤的反射形态。波面和波压的数值结果与试验数据吻合良好,验证了数值方法的有效性。反射系数表明,入射波浪在与弧面胸墙沉箱堤相互作用过程中的能量损耗最小,其反射强于削角胸墙沉箱堤。波面和流速包络图显示,两种堤型均在堤前形成了部分立波系统,腹点和节点以四分之一波长的距离增量交替出现,胸墙和直立部分产生的反射波存在相位差,导致初始腹点的位置向海侧偏移。弧面胸墙沉箱堤前叠合波的相位差影响最小,腹点包络高度最大,节点包络高度最小,反射效应最明显。两种堤型前中下层水流的周期平均速度均较小且对称,表明底床泥沙不会产生趋势性输移,但迎浪基床上方的环流系统可能引起局部冲刷。相对而言,弧面胸墙沉箱堤前的环流强度最弱,更有利于冲刷防护。  相似文献   

波浪作用下锚链系泊浮式防波堤动力响应的数值模型研究     

金哲飞  张金凤  张庆河  蔡威  季超群 《海洋工程》2021,39(1):21-31

浮式防波堤充分利用波能在水深方向的分布特性,在满足工程消浪要求的同时对海域水沙交换影响较小,且能够快速布置,在某些实际工程有一定应用前景。为了深入了解波浪作用下浮式防波堤的动力响应,基于OpenFOAM标准求解器olaFlow,在刚体运动求解计算中植入锚链求解模块MOODY(mooring cable dynamics),实现了基于重叠网格方法的浮体运动与锚链受力耦合求解,建立了锚链系泊浮式防波堤动力响应的二维数值模型。利用该数值模型对锚链系泊单方箱浮式防波堤在波浪作用下的透射系数、运动响应、锚链张力进行了模拟,并和相关试验结果进行了比较。结果表明,模型能够准确模拟二维波浪和浮式防波堤的相互作用,并用于三维模型的改进。  相似文献   

透空式防波堤周围的非线性波浪传播的数值模拟   总被引：1，自引：0，他引：1  

李熙  王义刚 《海洋工程》2004,22(3):97-101

对非线形波浪在透空式防波堤周围的波浪变形进行了数值模拟,在Boussinesq波浪方程中加入与透空建筑物有关的新的耗散项,从而界定了透空建筑物引起的部分反射和透射,波浪折射衍射的传播过程通过控制方程求解。波浪控制方程通过有限差分方法求解。模型应用于模拟波浪经过具有部分反射的群桩式透空结构,结果表明透空式防波堤可以有效地衰减波浪,是重力式结构的一种替代形式。  相似文献   

软基上的空心方块斜坡堤   总被引：6，自引：1，他引：5  

谢世楞  谢善文吴进 郄禄文 《海洋工程》2004,22(4):1-6

根据实际工程需要,提出了一种适宜建造在软土地基上的新的空心方块斜坡堤型式。这种新型结构是利用各空心方块之间以及空心方块本身的空隙,降低堤身单位体积的重量以及堤身断面总重量,从而满足软土地基承载力和整体稳定的要求：结合长江口深水航道治理工程的北导堤堤头部位2．6km长的软基段,对空心方块斜坡堤的设计和试验研究情况作概要介绍。  相似文献