基于SWAN-VEG的植被消浪护岸模拟研究

针对第三代波浪模型SWAN中新近开发的SWAN-VEG模块,对该模型中植被消浪特性的参数进行了数值水槽的模拟分析,并将其模拟结果与原有试验数据及模型试验结果进行相关性分析。结果表明,通过考虑植被高度系数影响因子α来改进SWAN-VEG中阻力系数的估算方法,得到了较好的拟合效果。而由于对于柔性植被的结构及植物晃动特性,消浪过程比较复杂,SWAN-VEG对于偏刚性材质的植被场模拟效果要明显好于柔性植被。通过对试验数据的统计分析得到,柔性植被验证较差的原因是阻力系数随植被晃动效果的强弱有明显的变化。     

红树林生态系统中潮滩与植物消浪特性试验

采用室内水槽物理模型试验研究了潮滩、植物和红树林生态系统的消浪特性,量化了潮滩对红树林生态系统波高衰减的贡献。结果表明：随着植物淹没度的增大,潮滩、红树林生态系统的波高比均逐渐增大,即消浪效果越来越弱,而植物的波高比则是先减小再增大,水位在树冠中心时消浪率远高于其他植物部位;随着相对波高的增大,潮滩的波高比先稳定在1.0附近然后再减小,红树林生态系统的波高比逐渐减小,而植物的波高比先减小再增大;随着波长与植物带宽度的相对宽度增大,潮滩的波高比先略减小再增大,但多数稳定在1.0附近,而植物与红树林生态系统的波高比先增大再略微减小;潮滩对红树林生态系统波高衰减贡献随淹没度减小逐渐增大,最大可达63%;波浪在红树林生态系统传播过程呈非线性衰减,单位长度的波高衰减率在植物带前1/4宽度远大于后3/4宽度。     

透孔消浪顶墙稳定重量的试验研究

本文在波陡 H/L=0.055—0.092,相对水深d/H=1.6—2.8,顶墙前相对水深d1/H=0.2—0/36,对迎浪面开孔率为24—72%的范围内,分别在顶墙底开孔及不开孔进行试验得到以下结果: 1)透孔消浪顶墙稳定重量比实体顶墙小。 2)透孔消浪顶墙的临界稳定重量随前墙开孔率的增大而减小。对于顶墙底不开孔,墙前两层工字块体掩护,开孔率σ=36%条件下,稳定重量的折减系数K孔=0.9。 3)在底墙开孔时,底孔影响折减系数K底孔=0.78。 4)对于顶墙前有两层土字块掩护条件下,σ=36%,消浪室宽度在0.0614—0.123倍波长范围内,顶墙稳定重量减小的比较显著。而一般在室宽…     

多层水平板透空式防波堤消浪性能试验研究

从破坏波浪水质点垂向运动轨迹出发,提出一种由多层水平板组成的透空式防波堤新结构.通过物理模型试验,深入探讨了防波堤结构几何参数(相对宽度、相对间距)以及波陡等因素对防波堤消浪效果的影响,并对不同因素影响下的透射系数以及反射系数变化特征进行了比较和分析.试验结果表明,该结构具有良好的消浪性能,且对波浪的反射作用较弱.多层水平板透空式防波堤结构是对传统防波堤结构型式的发展,对促进透空式防波堤结构作为永久性建筑物的实际应用具有重要意义.     

双弧板式透空堤消浪特性物理模型试验

为探究双弧板式透空堤在不同工况作用下的消浪效果,本文基于物理模型试验对该新型透空式防波堤的消浪特性开展了研究.在比较其与平板式透空堤消浪特性的基础上,探讨了相对波高、相对板间距、相对潜深和相对板宽对双弧板式透空堤消浪特性的影响.结果表明:双弧板式透空堤的消浪效果优于双平板式透空堤.对双弧板式透空堤而言,透射系数随相对波高的增大而增大,反射系数则相反.透射与反射系数受相对板间距的影响不显著.透射系数在出水状态(相对潜深为-0.05)时最小,入水状态(相对潜深为0.05)时最大,静水面处居中;反射系数则在出水状态时最大,入水状态时最小.透射系数随相对板宽的增大而减小,反射系数则相反.     

透孔消浪顶墙混合堤波浪爬高的试验研究

透孔消浪顶墙混合堤同一股实体顶墙混合堤相比具有降低波浪爬高的一定效果。本文通过模型试验,试验研究了在规则波作用下,透孔消浪顶墙混合堤的波浪爬高。实验模型堤前水深为 24.8厘米,堤身斜坡比为 1/1.25,斜坡护面层用工字块。相对基肩上水深di/H=0.361.波高 H=9厘米。在波陡 H/L=1/10～1/25.顶墙前墙开孔率0%=24%～72%.消浪室相对宽度B/L=0～0.277试验范围内分析了波陡,前墙开孔率、消浪室宽度等因素对波浪爬高的影响,得出确定爬高的计算关系式。 R—KIK。11(1) K。一凡/H—0.00235(L/H)‘一0.0634(L/H)+1.50(2) 当 H/L—l/10时 …     

斜坡堤加糙插砌条石护面消浪效果试验研究

试验研究了加糙斜坡堤插砌条石护面的消浪特性及波浪爬高。考虑了斜坡提坡度、相对水深、波坦、平面与立面加糙率等因素对波浪爬高衰减系数ＫＲ的影响。试验获得了各种因素间的相关曲线,其中以平面加糙率对波浪爬高衰减系数影响较为明显。通过理论和试验结果分析,提出了计算加糙斜坡堤波浪爬高的计算公式。     

新型开孔工字板组合式防波堤消浪特性与波浪力试验

为了进一步提高透空板式防波堤的消波性能,减小防波堤结构的波浪力荷载,提出了一种由多个开孔工字板组成的透空板式防波堤结构。基于物理模型试验,研究了规则波作用下新型开孔工字板组合式防波堤的消浪特性和波浪力荷载,探讨了防波堤透射系数、反射系数、能量耗散系数和波浪力荷载随着波陡H/L、堤顶相对潜深h/d、相对水深d/L的变化规律。研究结果表明,该防波堤的透射系数随着堤顶相对潜深h/d的增大而增大,随着相对水深d/L的减小而急剧减小;防波堤波浪力荷载以竖向受力为主,防波堤竖向总力远大于水平总力,且波浪力随着波陡H/L的增大而急剧增大。在试验范围内,该结构具有良好的消浪效果,且波浪反射较小,波浪能量耗散较大。     

垂直导桩锚固方箱-水平板式浮堤消浪性能试验研究

提出了垂直导桩锚固方箱-水平板式浮堤,通过实验室物理模型试验研究了规则波作用下浮堤模型的消浪性能和升沉运动响应.探讨了相对宽度、水平板层数、水平板与方箱间距等几何参数对浮堤消浪性能与浮堤升沉运动的影响及消浪性能与浮堤升沉运动的相关性.试验结果表明提出的方箱-水平板式浮堤的消浪性能好于单一方箱,在B/L(模型宽度与波长比)为0.2时,其透射系数比方箱模型透射系数减小约0.2,升沉高度比方箱模型升沉高度减小0.3倍入射波高.通过对透射系数的主要影响因素进行多元回归分析得到了透射系数的拟合公式.     

波浪作用下空心块体堤身结构稳定性和消浪特性试验研究

为了研究波浪作用对空心块体稳定性与消浪效果的影响,依托长江口南槽航道治理一期工程,开展了系列水槽试验,分析了不同波浪要素(波高、周期)、水深和结构组合方式对空心块体堤身结构的稳定性、波浪力及结构前后波高的影响.结果 表明:在淹没状态下,空心块体主要受动水压力的作用,且试验水深越浅,空心块体所受到的最大波浪力越大,消浪效果越好.结构组合方式对空心块体的稳定性和消浪效果的影响不明显.不同位置的空心块体所受到的波浪力的大小不同,迎浪侧方块所受到的波浪力最大,背浪侧方块次之,中部方块最小.但空心块体总体受力较小,这有利于堤身结构的局部稳定.     

插板式静态进气畸变数值模拟与试验验证

采用插板的方法模拟进气道畸变对某型发动机进行了进气道／发动机匹配工作稳定性的数值模拟,选取了nlcor=70％、75％、82％、89％、96.7％ 5个工作状态。对进气道出口稳态压力畸变、周向不均匀度的计算与试验结果进行对比分析,得出了与试验结果一致稳态压力畸变。结果表明:发动机换算转速一定时,周向不均匀度随插板高度变化是非线性的,在插板高度大于30％D时,周向不均匀度开始剧增;插板高度一定时,周向不均匀度随发动机换算转速的变化也是非线性的,在换算转速为82％变化较大。     

表演水池鱼跃浪压力计算与试验

海洋馆内表演水池的透明亚克力板跨度大,侧向刚度低.虎鲸表演形成的动水压力会引起亚克力板向外变形,其量值对亚克力板的变形控制而言是关键因素.开展了表演水池鱼跃浪的缩尺模型试验,测得动水压力.与规范公式比较,提出了表演水池鱼跃引起动水压力的计算方法.还采用实测动水压力对鱼跃过程中亚克力板的受力变形进行了有限元数值模拟.试验和计算结果表明:鱼跃动水压力使亚克力板产生的侧向位移最大达到静水压力位移的88.6%,在设计时值得重视.     

滨海斜坡复式护岸断面波浪爬坡试验研究

通过物理模型试验,研究了不规则波作用下滨海斜坡复式护岸断面波浪最大爬坡距离和爬坡流厚度,探讨了最大爬坡距离和爬坡流厚度的影响因素及其影响规律,发现两者都随着护岸前沿平均越浪量的增大而增大,同时随着距护岸前沿距离的增大,爬坡流厚度减小.在此基础上建立了爬坡距离和爬坡流厚度与各影响因素的关系,并参考相关研究成果讨论了比尺效应对试验结果的影响,当坡度小于1∶8时,比尺效应的影响在5%以内.研究结果可为工程设计和相应的数值计算提供参考.     

钢结构箱体内爆作用下毁伤破坏试验研究

为研究钢结构箱体在内爆作用下毁伤破坏效应,对TNT在钢结构箱体内部爆炸进行试验研究.试验中采用常用4舱室结构为研究对象,通过改变装药量研究钢结构箱体的毁伤破坏,得到了不同装药量情况下箱体结构的破坏毁伤程度及破坏特征.研究结果表明:钢板箱体在结构内爆炸荷载作用下,随着装药量的增加,毁伤程度逐渐增加,完全密闭舱室的顶盖钢板由轻微隆起逐渐增加为加筋端部出现裂口,破坏模式由起爆舱室内内侧隔板及顶盖钢板轻微变形逐渐增加为明显变形及自由通道一侧隆起加剧,直至顶盖加筋处出现裂口及内侧隔板顶部断裂破坏.      

盾构机多级行星减速器箱体模态分析与试验

建立了盾构机多级行星减速器箱体有限元模型,计算了其特征值问题,提取了箱体低阶固有频率及相应振型,并对其振动模式进行了分析。根据实验模态分析理论,采用脉冲激励法进行了减速器箱体的模态试验,运用最小二乘复频域法分析了模态数据,获取了箱体固有特性,并通过模态置信判据验证了实验模态参数。模态分析表明,理论结果和实验数据具有较好的一致性,相互检验了理论模型和试验方法的正确性,传动系统和箱体不会出现耦合共振现象,箱体高速端的局部振动较大,运行中箱体扭转振动模式较为突出。研究结果为盾构机减速器动态结构优化提供了理论依据和试验支撑。     

螺旋流消能装置消能效果试验研究

针对许多行业流体动力系统中的流体流动出现突然失控，使系统受到瞬时高压冲击的问题，提出了用螺旋流消能装置对管路中出现的高压水流进行消能，以减少对泵及管路系统的损害，增加其使用寿命的方法。试验结果表明：采用螺旋流消能装置能有效地降低管路中的水压力，减少瞬间高压对系统的损害，是一种行之有效的消能方法。     

石笼网护岸结构强度和变形特性试验研究

石笼网内填石料的填充率与石笼单体结构强度指标是石笼网生态护坡技术研究中的关键指标.采用室内石笼网填充率试验,进行了填石料的最小干密度与颗粒级配相关性研究,确定了石笼网单体结构大型直剪试验中填石料的级配曲线.利用NHRI-4000型高性能大接触面直剪仪,进行了相同粒径和剪切条件下有无石笼网的填石料剪切比对试验.试验结果表明:石笼网填充率随逊径颗粒含量的增大而增大;当试样粒径小于40 mm的颗粒(P<40)的质量分数为60％时,结合一定的击实措施,石笼网内碎石能达到最佳填充效果,填充率为72％,满足设计指标要求.石笼网结构是由填石料与石笼网组成的复合体,有石笼网的填石料抗剪强度远大于没有石笼网的填石料抗剪强度;石笼网的弹性模量远高于填石料的弹性模量,石笼网的环箍效应限制了填石料间颗粒的移动,增加了填石料整体稳定性;在变形特性上,除石笼单体结构整体延展性较大外,其发生应变软化和硬化的情况与一般粗粒土的变形特性基本一致.     

台阶式溢洪道消能规律试验研究

为研究台阶式溢洪道消能变化规律,结合某水库实际工程,采用水工模型试验的方法,对不同水力条件下台阶式溢洪道的水流流态、消能特性进行了研究。结果表明:台阶式溢洪道水流流态根据上游来流量和台阶尺寸的不同可分为滑行水流、跌落水流和过渡水流;台阶式溢洪道消能率随流量的增加而减小,并随坝高的增加而增大,改变台阶尺寸对消能率基本没有影响;在较小流量时台阶式溢洪道消能率可达到90%以上,说明台阶式溢洪道具有很好的消能效果。