孤立波作用下斜坡堤越浪量的数值模拟

海啸对海面上的船舶、建筑物及周围环境破坏极大,而对于海啸的研究通常采用孤立波来模拟.为了探究海啸对斜坡堤越浪的问题,在FLUENT软件中,建立二维数值波浪水槽,采用用户定义函数(user defined function,UDF)边界造波,流体体积函数(volume of fluid,VOF)方法追踪自由表面,模拟出孤立波波高随时间变化的情况.并利用斜坡堤数值波浪水槽模拟堤顶处的越浪量,与实验数据对比.进而,研究相对波高、相对超高、相对堤顶宽度对越浪量的影响.研究结果表明,孤立波在斜坡堤作用下,越浪量数值模拟的结果与实验值吻合较好;无量纲越浪量随着相对波高的增大而增大;随着相对超高、相对堤顶宽度的增大而减小;通过模拟不同堤顶宽度的越浪量,总结出孤立波越浪量沿堤顶宽度衰减的经验公式.     

不同结构形式码头港内波高分布及越浪量试验研究

【目的】研究码头本身结构形式对港内波高分布及越浪量的影响。【方法】通过整体物理模型试验,以某码头扩建工程为例,对比分析了普通沉箱码头及开孔沉箱码头港内波高分布以及不同面高程下的越浪量。【结果】开孔沉箱码头在减小港内波高及越浪上相比普通沉箱码头更有优势;码头面高程是影响越浪量的重要因素。【结论】为有效地控制港内波高及减小码头越浪量,工程中可优先考虑采用具有良好消浪性能的开孔形式码头,同时在经济技术可行的条件下尽可能地提高码头面高程。     

无舱盖船舶甲板上浪的研究

研究船舶甲板上浪的问题是设计无舱盖船舶的重要前提。甲板上浪和近海建筑物的越浪相似，均为非线性物理现象，因此引入越浪理论对规则波激励下的航行船舶甲板上浪量进行推算，利用洪水波理论与越浪理论相结合的方法对甲板上浪越过舱口舷板的船舱进水量进行计算。模型实验表明，理论计算与实验结果较为吻合。     

基于混合模型的核电站防波堤越浪冲击研究

针对某核电站防波堤,提出了混合模型方法,该方法将局部仿真包含在整体仿真中,避免了局部模型分离带来的误差,弥补了以往宏观及微观无法兼顾的缺陷.研究了数值造波方法,建立了数值波浪水槽,利用边界造波法模拟了海浪的生成.利用ALE方法,解决了海浪与防波堤之间的流固耦合问题.建立了核电站防波堤三维整体有限元模型,模拟了海浪冲击防波堤的过程,分析了关键堤段挡浪墙的应力应变状况.同时模拟了防波堤的越浪过程,分析了不同堤段下的越浪量分布.通过实际计算验证,证明了该仿真方法的可行性.     

嫩江干流防浪林消浪影响因素分析

为研究嫩江干流防浪林影响因素对消浪效果的影响,合理设计防浪林优化布局,以东阳堤防为例,利用消浪性能计算公式,选取防浪林排列方式、行株距、树干半径、树冠半径、宽度、刚度作为影响因素,研究其对消浪效果的影响,并进行定量计算和理论分析。结果表明:种植棵数相同时,等边三角形排列方式的消浪效果最好;在不影响泄洪的前提下,防浪林的树干半径、树冠半径、宽度越大或行株距越小时,消浪作用越强;相同宽度下,刚性植物的消浪效果比柔性植物好,且消浪时间更持久;东阳堤防适合营造以刚性植物为主的防浪林,行株距为1.5~2 m,以宽度30~50 m为宜,刚柔混合,且当柔性植物高度大于刚性植物树冠最低处时,消浪效果更好。     

岩体脆性破裂失稳临界应力特征重正化群研究

岩体通常是由节理和岩桥组成,大量岩体工程破坏和失稳多是由于系统中较硬介质突然脆性破坏所致.把岩体脆性破坏过程看作一个逾渗相交过程,假定岩体细观微元体强度服从Weibull分布,基于系统在逾渗阈值处有尺度不变的性质,利用重正化群方法在求得一维和二维条件下系统逾渗阈值的基础上,首次研究了三维重正化群条件下岩体脆性破坏在逾渗阈值附近的临界特性,为相关问题三维重正化群研究提供了解析解参考,并揭示了如下规律:(1)维数一定时,逾渗阈值p*随着形状参数m的增大呈减小趋势;当形状参数m一定且m较小时,逾渗阈值p*随着维数增加而降低;当形状参数m一定且m较大时,逾渗阈值p*随着维数增加呈逐渐增大趋势.(2)形状参数m一定时,关联临界指数v随着维数增加呈降低趋势;维数为1时,关联临界指数v随着形状参数m的增大呈衰减趋势,而对于二维、三维的情况,其随着形状参数m的增大基本呈增大趋势.(3)对于一维、二维情况而言,体积膨胀点与峰值强度点所对应的应力之比σed/σf随着形状参数m的增大呈减小趋势,三维则正好相反,σcd/σf随着形状参数m的增大呈增大趋势.特别需要指出的是,在维数、形状参数m一定时,σcd/σf为定值,说明对于特定的岩石破裂过程,其膨胀点处应力与峰值应力之间存在某种联系,可能遵循一定的规律,这对于宏观岩石破裂现象(诸如边坡失稳、岩爆、地震等)的预测具有一定的启示意义.     

波浪作用下墩柱结构物涂层界面气泡演化规律

为研究波浪低频往复冲击作用下墩柱结构物浪溅区涂层的力学剥蚀因素,分析波浪周期、波高和气泡直径对涂层剥蚀的影响,基于ABAQUS/Standard分析模块,建立了考虑波浪周期、波高和气泡直径的三维数值模型,模拟了波浪作用过程中结构物/涂层界面的气泡损伤演化过程。结果表明：涂层界面气泡应变和影响范围与波高的关系为线性正相关,且基本不受波浪周期的影响,但波浪周期越小,其波浪力作用的频率越快,并在周期时达到最大值;应变和影响范围随气泡直径的增大而增大,而气泡直径越小,其应变分布（椭圆的形状）越规则,波高越大、周期越短、气泡直径越大,气泡越容易破裂,墩柱结构物的涂层越容易被剥蚀。     

栅栏板护面下护岸越浪数值模拟

护岸是一种常用的海岸和库区防护工程结构，被用于防御波浪与来流对陆域的侵袭。基于计算流体力学软件Fluent建立二维波浪数值水槽，在规则波条件下，模拟了光滑护岸和带栅栏板护面护岸的越浪过程。结果表明：栅栏板护面对越浪水体具有延缓作用，能有效地提升护岸的消波能力；通过比较不同坡度护岸和不同栅栏板间距的过顶越浪量，得出本文设计的护岸在较小坡度和较小间距条件下，消波能力显著。     

可透浪斜坡式防波堤透浪系数对入射波要素的响应

针对实际工程中的可透浪式斜坡式防波堤结构,在不考虑越浪的情况下,通过物理模型和数值模拟试验相结合的方法,对斜坡式防波堤的透浪特性进行了分析研究,讨论了斜坡式防波堤透浪系数与堤心石粒径、相对堤身宽度等堤身参数以及透浪系数与入射波高、入射波周期和波陡等入射波波要素之间的关系,根据试验结果分别提出了规则波和不规则波作用下不越...     

船舶参数激励横摇运动研究综述

为避免参数激励导致船舶出现不稳定横摇,提出有效抑制参数横摇的方法.分析参数激励引起的大幅横摇运动的动力特性,从船舶非线性耦合运动、横浪运动、纵浪上参数激励运动和波浪上参数与波浪联合激励运动方面,对目前研究现状及取得的主要成果进行综述,对船舶参数激励横摇运动及其倾覆机理的研究前景进行展望.     

海堤波浪溢流量的分布特征及估算方法

基于大型水槽试验结果，分析了不同海堤相对出水高度的波浪溢流量特征并进行分类；依据此分类方式，使用韦伯分布对大型水槽试验测得的波浪溢流量进行拟合，研究单个波浪溢流引起越堤流量的分布和瞬时越堤流量的分布，提出了新的经验公式。结果表明，新的经验公式与现有的方法相比提高了对波浪溢流过程中单个波浪溢流引起越堤流量和瞬时越堤流量分布的估算精度。     

珊瑚礁地形上胸墙波浪力大水槽试验

基于大比尺波浪水槽试验,开展了珊瑚礁地形上的波浪与斜坡堤相互作用试验。在不同水深和波浪条件下测量斜坡堤胸墙的水平力和浮托力,并与规范值进行对比。试验结果表明:胸墙的波浪力受波浪破碎后的堤前壅水、破碎波高和水流冲击的共同影响;胸墙水平力呈矩形分布,浮托力呈三角形分布;由于波浪在珊瑚岛礁上传播过程中的能量耗散,平均水平力和前趾浮托力试验结果均小于采用深水波要素计算的规范值,所提出的基于胸墙距礁缘的相对距离和礁盘上相对水深的波浪力修正系数,修正后的公式计算结果与试验值吻合较好。     

韩国周边海域的畸形波概率分析

为了加强对近海畸形波发生概率的认识,利用2009年韩国周边海域9个测站的波浪资料,在基于波压资料直接定义畸形波的基础上,探讨韩国近海畸形波的发生概率及其与有效波压高、季节和水深等3个主要参数的关联特性。结果表明:韩国近海畸形波发生概率与瑞利分布预测值相近,且不随有效波压高、水深的大小而发生变化,而畸形波频发时节随着测站地点的改变而改变。有效波压高、水深、季节与韩国近海畸形波的发生并无明显相关性。     

二维砂质海滩的堤前冲刷试验研究

从波浪及泥沙运动的相似律出发，得到海滩模型的基本相似准则，并采用天然沙的正态模型进行海堤前砂海滩的冲刷试验，试验结果可为海滩剖面的维护及海堤布置提供设计依据。     

滑坡涌浪的数值计算及试验研究

本文从非恒定流方程出发,导出了滑坡涌浪的基本方程,建立了求解滑坡涌浪的数值模型,并通过物理模型的试验研究,论证了数值模型的合理性.试验结果表明,初始断面最大涌浪高主要与滑坡体在单位时间内入水的体积成正比,涌浪高随涌浪传播距离的增加而迅速哀减,河道糙率对其的影响并不突出,涌浪遇壁爬高及反射主要与壁面坡角及水深有关.本文建立的数学模型可用来对可能的滑坡涌浪进行一维和二维近似计算,模型试验结果可用来估算滑坡涌浪.     

爆炸冲击波对目标群毁伤概率的建模与计算

为了有效毁伤实战中的重点目标群,针对目标群特性进行了分析,并结合目标群的特点,对目标要害部件的等效简化和对冲击波与要害部件的交会进行分析,建立了爆炸冲击波毁伤目标群的概率计算模型.在给定弹道参数、战斗部结构和装药条件下,利用此模型计算了目标群毁伤概率随圆概率偏差、爆炸高度和不同瞄准点等变化的规律,并分析了这些因素对毁伤概率的影响,结果表明爆炸冲击波对目标群的超压毁伤效果显著.计算和分析的结果可为战斗部的优化设计和效能评估提供参考依据.