多向不规则波浪作用下群墩结构上爬高的计算研究     

季新然  邹丽  任智源  柳淑学 《海洋学报》2019,41(3):35-43

波浪的方向分布对波浪的传播及其与工程结构物的作用都具有明显影响，目前现有的研究大多是基于单向波浪进行的。为了研究方向分布对群墩结构上的爬高影响，基于规则波浪与群墩作用的理论解，结合多向不规则波浪的造波方法，建立了多向不规则波浪与群墩作用的计算模型，同时进行了物理模型试验对模型的有效性进行了验证。系统地对群墩周围及表面上的波浪爬高进行了计算分析，结果表明，方向分布对波浪爬高具有较大的影响，且不同位置处的影响并不相同，在实际的工程设计中如果按照单向波浪计算，可能低估或者高估群墩周围的爬高。  相似文献   

波浪作用下单桩基础周围海床液化机制研究   总被引：1，自引：1，他引：0  

隋倜倜  张弛  高玉峰  郑金海 《海洋工程》2018,36(4):88-96

建立波浪作用下单桩周围三维海床动力响应模型,考虑自重影响下的海床长时间固结过程。采用已有物理模型试验数据对模型进行验证,证实其具有较好的适用性。模拟波浪作用下单桩周围三维海床液化区域,通过定量分析超孔隙水压力和土体初始有效应力的变化,讨论单桩插入深度对海床液化的影响机制。研究表明,单桩插入深度发生变化时,土体初始有效应力对海床液化的影响要大于超孔隙水压力,且影响程度随着插入深度的增加而逐渐增大。  相似文献   

杭州湾中部实测波浪特性分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

杨斌  杨忠良  叶钦  张俊彪  施伟勇 《海洋工程》2018,36(3):96-103

利用杭州湾中部一年实测波浪资料,分析该地区的波参数统计变化特性,采用最小二乘法拟合得出相关参数之间的关系式,并统计分析了频谱特性。结果表明:杭州湾中部以小浪和轻浪为主,在各月分布较为均匀,年平均周期为2.97 s;最大一次波浪过程为冷空气影响所致,影响强度大于台风莫拉克;常浪向分布在东北至东南向,其中又以小浪出现较多,对应的波周期以2~4 s为主;强浪向主要分布在西北和东北方向,对应的波周期主要分布在3~5 s;多数特征波参数之间相关关系较好;由谱分析得知风浪占多数,且以单峰为主。研究结果可为相关工程和理论研究提供基础资料。  相似文献   

Numerical assessment of tsunami attack on a rubble mound breakwater using OpenFOAM®     

《Applied Ocean Research》2018

A numerical assessment study of tsunami attack on the rubble mound breakwater of Haydarpasa Port, located at the southern entrance of the Istanbul Bosphorus Strait in the Sea of Marmara, Turkey, is carried out in this study using a Volume-Averaged Reynolds-Averaged Navier-Stokes solver, IHFOAM, developed in OpenFOAM^® environment. The numerical model is calibrated with and validated against the data from solitary wave and tsunami overflow experiments representing tsunami attack. Furthermore, attack of a potential tsunami near Haydarpasa Port is simulated to investigate effects of a more realistic tsunami that cannot be generated in a wave flume with the present state of the art technology. Discussions on practical engineering applications of this type of numerical modeling studies are given focusing on pressure distributions around the crown-wall of the rubble mound breakwater, and the forces acting on the single stone located behind the crown-wall at the rear side of the breakwater. Numerical modeling of stability/failure mechanism of the overall cross-section is studied throughout the paper.The present study shows that hydrodynamics along the wave flume and over the breakwater can be simulated properly for both solitary wave and tsunami overflow experiments. Stability of the overall cross-section can only be simulated qualitatively for solitary wave cases; on the other hand, the effect of the time elapsed during tsunami overflow cannot be reflected in the simulations using the present numerical tool. However, the stability of the overall cross-section under tsunami overflow is assessed by evaluating forces acting on the rear side armor unit supporting the crown-wall of the rubble mound breakwater as a practical engineering application in the present paper. Furthermore, two non-dimensional parameters are derived to discuss the stability of this armor unit; and thus, the stability condition of the overall cross-section. Approximate threshold values for these non-dimensional parameters are presented comparing experimental and numerical results as a starting point for engineers in practice. Finally, investigations on the solitary wave and tsunami overflow experiments/simulations are extended to the potential tsunami simulation in the scope of both representation of a realistic tsunami in a wave flume and stability of the rubble mound breakwater.  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   

基于GPU加速的Boussinesq类波浪传播变形数值模型     

孙家文  朱桐  房克照  刘忠波 《海洋工程》2020,38(2):111-119

Boussinesq波浪模型是一类相位解析模型,在时域内求解需要较高的空间和时间分辨率以保证计算精度。为提高计算效率,有必要针对该类模型开展并行算法的研究。与传统的中央处理器(CPU)相比,图形处理器(GPU)有大量的运算器,可显著提高计算效率。基于统一计算设备架构CUDA C语言和图形处理器,实现了Boussinesq模型的并行运算。将本模型的计算结果同CPU数值模拟结果和解析解相比较,发现得到的结果基本一致。同时也比较了CPU端与GPU端的计算效率,结果表明,GPU数值模型的计算效率有明显提升,并且伴随数值网格的增多,提升效果更为明显。  相似文献   

斜坡平台波浪破碎数值模拟     

王红川  刘华帅  杨氾 《海洋工程》2020,38(4):54-60

波浪在斜坡地形上破碎,破波后稳定波高多采用物理模型试验方法进行研究,利用近岸波浪传播变形的抛物型缓坡方程和波能流平衡方程,导出了适用于斜坡上波浪破碎的数值模拟方法。首先根据波能流平衡方程和缓坡方程基本型式分析波浪在破波带内的波能变化和衰减率,推导了波浪传播模型中波能衰减因子和破波能量流衰减因子之间的关系;其次,利用陡坡地形上的高阶抛物型缓坡方程建立了波浪传播和波浪破碎数学模型;最后,根据物理模型试验实测数据对数值模拟的效果进行验证。数值计算与试验资料比较表明,该模型可以较好地模拟斜坡地形的波浪传播波高变化。  相似文献   

柔性水囊潜堤消波特性的溃坝水槽试验研究     

陈本毅  赵西增  刘竹琴  周琪坤  卞婧 《海洋工程》2020,38(5):71-79

柔性水囊潜堤由橡胶制成，内部充水，具有结构简单、造价低廉等优点，能较好满足人工岛、跨海桥梁、海洋平台等基础设施建设工程对简单便携、拆装方便的临时防波堤的需求。为了探究柔性水囊潜堤的消波特性，在溃坝水槽内开展溃坝波与半圆柱形柔性水囊潜堤相互作用的试验研究，重点探究柔性水囊潜堤与溃坝波相互作用过程中水位变化特性，并与半圆柱刚性潜堤的性能进行比较；同时分析柔性水囊潜堤内部初始水压和浸没深度等参数对其消波性能的影响。结果表明：柔性水囊潜堤能够用作临时防波堤来衰减波浪；与半圆柱刚性潜堤相比，柔性水囊潜堤在降低溃坝波无量纲最大水位、提高消波性能方面更具优势；内部初始水压是影响柔性水囊潜堤消波性能的重要因素，适当降低内部初始水压，有利于增强柔性潜堤的变形程度，进而增加波能耗散，可获得更好的消波效果；而增加浸没深度即潜深，会使得柔性水囊潜堤对溃坝波的影响程度降低，消波效果减弱。  相似文献   

防浪建筑物影响下珊瑚礁海岸波浪传播变形试验     

贾美军  姚宇  陈松贵  郭辉群 《海洋工程》2020,38(6):53-59,123

通过测试一系列不规则波工况研究了防浪建筑物存在下珊瑚礁海岸附近短波、低频长波和增水的变化规律，并对比了防浪建筑物的不同位置情况。分析结果表明：波浪在沿礁传播过程中，短波波高沿礁坪持续衰减，低频长波波高沿礁坪逐渐增大，波浪增水则沿礁坪基本保持不变；海岸附近短波随着防浪建筑物与礁缘距离的变大而减小，低频长波则在防浪建筑物处于礁坪后部时达到最大，防浪建筑物位置的变化对于礁坪波浪增水的影响可以忽略。通过理论分析证明了珊瑚礁地形上低频长波是由于群波破碎造成的破碎点移动而产生的；当特定波况作用于特定位置的防浪建筑物时，低频长波在礁坪上会发生一阶共振效应导致其能量在海岸附近达到最大值。  相似文献   

青藏高原东北缘瑞利面波成像：射线理论与程函方程结果的比较     

郝识杰  黄周传  王良书  徐鸣洁  米宁  于大勇 《高校地质学报》2020,26(6):712-720

青藏高原东北缘是青藏高原隆升的前缘地带，其构造变形特征一直是研究的热点。前人在该区域进行过面波成像研究，但不同结果存在较明显的差异，可能与不同成像方法的分辨率有关，此次研究分别使用基于射线的方法和基于程函方程的方法进行了瑞利波相速度成像。笔者对比了20 s、30 s和60 s的成像结果，两种方法的结果表现出相似的速度特征。总体的速度特征与研究区域的主要构造单元分布相吻合，青藏高原东北缘表现出低速异常，鄂尔多斯块体表现出高速异常。在银川河套地堑，基于程函方程的成像在20 s和30 s得到更明显的低速异常，低速异常体的分布与地堑的轮廓吻合更好，说明基于程函方程的方法对数据利用更充分。  相似文献