缓坡沙坝地形平均沿岸流双峰特征实验研究

为明晰沙坝地形沿岸流特征,通过对两个坡度沙坝地形不同周期情况的沿岸流实验,研究平直沙坝地形不同周期情况下平均沿岸流速度分布的双峰特征,重点分析双峰值特征及其比值,并考虑周期对平均沿岸流双峰速度分布特征的影响.结果表明:沙坝地形平均沿岸流速度分布具有双峰特征,分别位于沙坝向岸侧面的中部和靠近岸线处;在同一沙坝地形情况,沿...     

随机波浪丁坝反射叠加形成的裂流实验

为研究随机波浪遇丁坝反射形成的裂流的特征,进行了沙坝地形丁坝反射所形成的叠加波浪生成裂流的实验.研究结果表明,沿岸一致的沙坝地形使得所形成的裂流主要受控于沿岸周期性变化叠加波浪.裂流的驱动力主要取决于节腹点之间的平均水面沿岸压力梯度,而节腹点波高差异形成的沿岸辐射应力贡献很小,驱动力的量值与范围受到波浪周期的影响.裂流...     

叠加波浪场作用下裂流三维分布特征研究

明晰叠加波浪场作用下裂流三维分布特征,有助于全面深入开展海岸裂流的演化规律和致灾机理研究.为分析丁坝、沙坝和沟槽对裂流三维特征的影响,通过对沟槽内和槽外沙坝上两个不同节点位置ADV流速测量,实验研究了有槽沙坝海岸交叉叠加波浪的裂流垂向分布.结果表明：对沟槽内和沙坝上节点断面,裂流头区域表现为靠近水表面具有较大速度的表面流特征.而对于裂流颈位置则有不同,沙坝上的裂流垂向结构变化较大,沟槽内的裂流垂向数值较为均匀.沟槽内断面的裂流垂向分布符合对数分布规律.裂流沿岸速度分量表现为上大下小的规律,但对于不同周期略有不同.丁坝通过控制近岸环流系统而影响裂流沿岸速度分量的波动特征,导致沟槽内裂流的沿岸速度分量指向丁坝方向,对距离丁坝较远的沙坝上裂流的沿岸速度分量影响减弱.     

缓坡上波浪谱在流作用下的变形

本文将波浪作用通量守恒原则应用于缓坡上在水流作用下的波谱变形，并与规则 波的计算结果作对比。文中比较了采用不同的海浪谱的变形情况，同时还分析了波浪 能量方向分布对缓坡上在水流作用下波谱浅水变形的影响。     

波浪在有浅滩的波浪槽里的传播

用杂交有限元方法计算波浪在有浅滩的波浪槽里的绕射和反射;控制方程为含地形变化和能量耗损的二维波动方程。其中的地形变化包括慢变分量和小振幅快变分量。能量耗损项可根据不同的物理模型使用不同的公式,并以实例对方法的数值计算结果作了验证。     

基于曲线坐标系下缓坡方程模拟近岸波浪及波生流

为了更好地模拟曲线边界等不规则岸线附近,波浪传播及其破碎后形成的波生流问题,该文建立了正交曲线坐标下近岸波浪和波生流耦合数值模型;即采用可综合考虑近岸区波浪反射、折射和绕射等效应的双曲型缓坡方程计算波浪场,采用近岸深度平均的二维浅水方程计算波生流场,应用辐射应力的概念,使波浪模型为流场模型提供驱动力.波浪和波流模型基于相同的正交曲线网格,应用高效的ADI有限差分格式进行数值求解.将曲线坐标系下的耦合模型应用到半圆形水槽和凹型水槽两个物理模型中,数值模拟的结果分别和解析解、实验值及已发表的数值结果做了比较.模型实验验证表明,该文建立的数值模型比较准确、有效,可以应用到防波堤和河口等具有复杂边界和复杂地形的实际海域.     

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。     

曲线坐标下波浪抛物型缓坡方程及近岸流数值模型研究

建立了曲线坐标系下的波浪抛物型缓坡方程及近岸流数值模型,对不规则岸线地形下的波浪传播变形及近岸流运动进行了数值模拟研究.首先基于曲线化抛物型缓坡方程建立了正交曲线坐标系下的近岸波浪传播数值模型;然后通过正交曲线变换建立了正交曲线坐标系下的近岸流数值模型;进而基于波浪辐射应力的概念,耦合上述数值模型,对Gourlay模型实验和Hamm模型实验中不规则岸线地形条件下的波浪传播变形及近岸流运动进行了数值模拟研究,并结合实测资料对数值模拟结果进行了验证分析;最后基于上述耦合数值模型对美国San Francisco海湾的Ocean Beach海岸波浪斜向入射所产生的波浪场及波浪破碎所形成的近岸流进行了数值模拟研究.对比分析表明,本文数值结果与实验结果或其它学者所得数值结果基本一致,从而验证了本文数值模型的有效性.     

公路排水跌坎急流槽新型消力池出流冲刷试验

为增加公路排水跌坎急流槽安全稳定性,对公路排水跌坎急流槽常规跌水消力池及3种新型跌坎消力池出流冲刷模型进行试验.结果表明:跌坎高度、水流相同时,跌坎急流槽消力池后冲坑最大冲深从小到大依次为跌水台入流消力池、副消力池出流消力池、台阶出流消力池和常规跌水消力池;跌坎急流槽消力池跌水台入流消力池构造深度越深,出流后冲坑最大冲深越小,而常规消力池构造深度越深,出流后冲坑最大冲深越大;从工程安全与经济考虑,跌水台入流、台阶出流消力池结构形式可大大减少消力池工程开挖量,消能设施稳定性明显增加;3种新型消力池可大大缩短出流后加固铺砌长度,综合使用后减冲防灾效果更为显著.     

泄洪洞有压流问题试验研究与初探

在模型试验基础上,对南水水库新建泄洪洞原设计方案洞内形成明满流交替问题进行了分析研究,提出了修改方案和措施,均满足设计要求.结合本模型和国内几个有压泄洪洞工程试验成果,对有压泄洪洞如何形成有压流问题进行了初步探讨,结论可供类似工程初步设计参考.