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植物型生态护岸消浪数值模型构建及物理试验研究
1
作者 白洋 段明涛 +3 位作者 柳叶 秦梦春 李绍武 赵帅 《海洋工程》 北大核心 2026年第1期118-128,共11页
植物型生态护岸作为一种新兴的海岸防护方式,不仅具备护岸功能,还能有效促进海岸带生态修复。然而,如何构建植物型生态护岸并对其消浪效果进行定量评估,仍是一个有待解决的问题。因此,采用数值模型模拟和物理模型试验两种方法对其进行... 植物型生态护岸作为一种新兴的海岸防护方式,不仅具备护岸功能,还能有效促进海岸带生态修复。然而,如何构建植物型生态护岸并对其消浪效果进行定量评估,仍是一个有待解决的问题。因此,采用数值模型模拟和物理模型试验两种方法对其进行了研究。通过在Navier-Stokes方程中引入植物与流体作用项,采用标准Smagorinsky紊流模式描述植物与波浪作用的紊流效应,并改进MAC算法(marker-and-cell method)和波浪表面追踪法,开发了数值模型;通过物理模型试验验证了数值模型,构建了植物消浪阻力系数经验公式。研究结果表明:构建的数值模型可以反映植物的消浪效果,量化海岸植物的消浪和透浪特性;植物消浪阻力系数经验公式可以反映植物的物理特性。研究工作可为植物型生态海岸防护工程设计提供科学依据。 展开更多
关键词 海岸防护结构 植物型生态护岸 波浪数值模型 MAC算法
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水泥土加固单桩水平承载性能离心机模型试验
2
作者 高鲁超 张继生 +1 位作者 戴国亮 陈浩 《海洋工程》 北大核心 2026年第1期61-72,共12页
为研究水泥土加固对海上风电单桩水平承载性能的提升效果,开展了水泥土加固大直径单桩水平承载性能离心机模型试验,对比分析水泥土加固前后大直径单桩水平承载力、桩身弯矩及桩身p-y曲线变化规律;基于水泥土应变软化模型,建立水泥土加... 为研究水泥土加固对海上风电单桩水平承载性能的提升效果,开展了水泥土加固大直径单桩水平承载性能离心机模型试验,对比分析水泥土加固前后大直径单桩水平承载力、桩身弯矩及桩身p-y曲线变化规律;基于水泥土应变软化模型,建立水泥土加固大直径单桩三维数值模型,分析水泥土加固参数对单桩水平承载力的影响特性。结果表明:加固前后单桩荷载-位移曲线变化趋势相同,加固桩水平极限承载力明显大于未加固桩;加固桩最大弯矩位于泥面附近,水泥土加固能有效改善桩周土体性质,提高桩基抗弯能力;加固前后桩身p-y曲线均满足双曲正切型函数变化规律,加固桩的初始刚度和极限土抗力均得到大幅度提高;加固宽度和加固深度是影响单桩水平承载力的主要因素,实际工程中应当合理优化水泥土加固范围和置换率,达到性能提升的目的。 展开更多
关键词 海上风电 大直径桩基础 水泥土 离心机试验 水平承载力
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波、流作用下单桩局部平衡冲刷深度的神经网络预测模型
3
作者 赵辛奥 李岩 +1 位作者 董平 赵笑影 《海洋工程》 北大核心 2026年第1期94-107,共14页
桩柱是浅海和近岸工程结构的重要支撑构件。桩基周围海床在海浪或水流作用下的冲刷深度是一个重要的结构稳定设计参数,对其准确预测具有重要的工程意义和经济价值。目前,局部冲刷深度预测普遍采用经验公式、数学模型及人工智能方法。经... 桩柱是浅海和近岸工程结构的重要支撑构件。桩基周围海床在海浪或水流作用下的冲刷深度是一个重要的结构稳定设计参数,对其准确预测具有重要的工程意义和经济价值。目前,局部冲刷深度预测普遍采用经验公式、数学模型及人工智能方法。经验公式法包含的影响因素不完全,适用范围有限;而数学模型往往需要依赖确定复杂的动力地貌演变过程,计算量大,不便于工程设计使用。近年来,各种人工智能算法,特别是人工神经网络(artificial neural network,简称ANN)方法,已经被应用到桩基周围局部冲刷深度计算,显示出了优越的预测能力。应用多层感知机反向传播算法神经网络方法(MLP/BP)建立了预测波、流分别作用下桩基局部平衡冲刷深度模型。模型比较了采用有量纲和无量纲训练参数数据输入得到的预测精度,并通过系统的敏感性分析,确定了波流参数和泥沙特征对计算结果的影响程度。研究结果不仅证实了无论是对应波浪还是水流作用条件,神经网络模型均优于大多数现有工程使用的经验公式,还证实了采用有量纲参数输入训练的模型可以得到比无量纲输入模型更为准确的预测结果。 展开更多
关键词 局部冲刷 人工神经网络(ANN) MLP/BP 冲刷深度预测
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具有不确定参数隔震储液罐的随机振动分析
4
作者 刘富鹏 叶忠志 +7 位作者 孙晓旭 秦玉良 王立佳 孙瑜 张东亮 李德春 张月 段庆昊 《华南地震》 2026年第1期103-111,共9页
考虑结构参数的不确定性,研究了基础隔震储液罐在地震激励下的随机响应。首先,基于Haroun-Housner模型对基础隔震储液罐进行建模,并得到等效线性化后的运动方程。其次,基于虚拟激励法和多项式维数分解法开展具有不确定参数基础隔震储液... 考虑结构参数的不确定性,研究了基础隔震储液罐在地震激励下的随机响应。首先,基于Haroun-Housner模型对基础隔震储液罐进行建模,并得到等效线性化后的运动方程。其次,基于虚拟激励法和多项式维数分解法开展具有不确定参数基础隔震储液罐的随机振动分析,并与蒙特卡洛模拟结果进行对比,说明了此研究方法的有效性。最后,根据此研究方法建立的代理模型计算储液罐响应标准差的概率密度,并分析了变异系数对响应标准差的影响。 展开更多
关键词 基础隔震储液罐 地震激励 不确定参数 多项式维数分解法 虚拟激励法
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基于神经网络的Boussinesq模型在珊瑚礁地形波浪破碎判据确定方法
5
作者 姚旭 艾丛芳 +1 位作者 张善举 马玉祥 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2026年第1期12-19,共8页
现有的FUNWAVE-TVD模型可以很好地模拟平直地形的波浪水动力变化情况,但在模拟珊瑚礁地形波浪水动力变化时,会出现因破碎判据设置不准确而导致模拟精度下降的情况。为提高该模型的模拟精度,本文引入人工神经网络算法来预测破碎判据,利... 现有的FUNWAVE-TVD模型可以很好地模拟平直地形的波浪水动力变化情况,但在模拟珊瑚礁地形波浪水动力变化时,会出现因破碎判据设置不准确而导致模拟精度下降的情况。为提高该模型的模拟精度,本文引入人工神经网络算法来预测破碎判据,利用收集并预处理后的多种变量构建神经网络训练数据集,并建立对应的BP神经网络预测模型,利用该模型对4组规则波作用到珊瑚礁地形的破碎判据进行预测,并将预测结果应用到FUNWAVE-TVD模型中。对比分析基于预测破碎判据和默认破碎判据的模拟波高与实测波高的拟合情况,结果表明,4组工况下预测破碎判据对应的模拟波高与实测波高的平均拟合优度为0.8698,相较默认破碎判据对应的模拟波高与实测波高的平均拟合优度提高了约30%,进一步分析该神经网络模型的精确性,将4组工况预测破碎判据与最适用于该模型模拟的破碎判据进行对比,二者数据的平均相对误差为0.0627,可以看出该神经网络模型可以很好地对FUNWAVE-TVD模型的破碎判据进行预测。 展开更多
关键词 FUNWAVE-TVD模型 破碎判据 人工神经网络 珊瑚礁地形 波浪水动力
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中国最大潟湖纳潮活海研究与工程实践
6
作者 陆永军 吴攀 +4 位作者 薛博升 张霖 莫思平 高亚军 王志力 《水利水运工程学报》 北大核心 2025年第5期29-41,共13页
位于海南省万宁市的小海是中国最大潟湖,多年来的社会经济发展使小海口门淤积、纳潮量下降、水质恶化、生态退化等水环境相关问题突出,亟需开展综合治理,其中小海水动力提升与盐度场格局保持基本稳定成为小海治理的难点。综合采用现场... 位于海南省万宁市的小海是中国最大潟湖,多年来的社会经济发展使小海口门淤积、纳潮量下降、水质恶化、生态退化等水环境相关问题突出,亟需开展综合治理,其中小海水动力提升与盐度场格局保持基本稳定成为小海治理的难点。综合采用现场监测、理论分析、数值模拟与物理模型试验等手段,研究了沙坝潟湖动力地貌演变过程、弱潮强浪潟湖盐度场格局变化、口门稳定性与潮汐通道格局重建方案及效果等,提出了小海口门拓宽至280 m、南汊道底宽恢复至100 m、沙洲局部清除等基于水动力水质提升的“纳潮活海”方案,并成功应用于工程实践。工程实施后,小海水动力得到明显提升,纳潮量增加30%以上,与外海的平均半交换周期从50 d降至30 d左右,配合外源污染治理,小海水质从劣四~三类提升至二类,显著改善了潟湖内海水环境、增强了水体自净能力,但潟湖主体盐度场变化较小(盐度增幅<5%),有效保障了潟湖水交换能力提升下开敞湖区盐度生境格局的基本稳定,促进了小海水环境改善与生态安全,为小海流域高质量发展提供了重要支撑。 展开更多
关键词 小海流域 潮汐通道 盐度场 纳潮量 水环境治理
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粉沙质海岸航道骤淤数学模拟与淤积机理研究——以黄骅港为例
7
作者 张庆河 聂扬 +6 位作者 陈泽礽 张金凤 杨光耀 季则舟 赵张益 严冰 纪超 《海洋工程》 北大核心 2025年第5期1-14,共14页
在极端天气条件下,粉沙质海岸内的航道极易发生骤淤灾害,对航运安全造成威胁。基于水动力模型FVCOM与波浪模型SWAN,并合理考虑粉沙质泥沙在强浪作用下的层化效应,构建了能够准确描述粉沙质海岸泥沙运动规律的三维水动力-波浪-泥沙-地形... 在极端天气条件下,粉沙质海岸内的航道极易发生骤淤灾害,对航运安全造成威胁。基于水动力模型FVCOM与波浪模型SWAN,并合理考虑粉沙质泥沙在强浪作用下的层化效应,构建了能够准确描述粉沙质海岸泥沙运动规律的三维水动力-波浪-泥沙-地形演变实时耦合模型。数学模型通过波流共同作用下的粉沙悬沙试验验证,模拟结果与实测垂向悬沙分布基本吻合。以2003年10月渤海特大温带风暴潮期间黄骅港外航道的骤淤过程为例,基于所建模型的模拟结果与航道实测淤积分布有较好的一致性。结果表明,在强浪作用下形成近底高含沙量并在复杂近岸水流作用下的运移是航道骤淤的主要原因。 展开更多
关键词 层化效应 三维悬沙模型 波流耦合 粉沙质海岸 航道骤淤
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牡蛎礁生态护底波浪衰减特性的数值模拟研究
8
作者 龚政 李晓宇 +1 位作者 靳闯 张茜 《海洋学报》 北大核心 2025年第12期94-102,共9页
本文基于开源计算流体力学平台OpenFOAM的waves2Foam造波工具箱,建立二维数值波浪水槽,模拟不规则波条件下牡蛎礁生态护底的波浪传播特性。采用VoF方法捕捉自由液面,结合k-ωSST湍流模型解析近壁流动与能量耗散过程。通过与物理模型试... 本文基于开源计算流体力学平台OpenFOAM的waves2Foam造波工具箱,建立二维数值波浪水槽,模拟不规则波条件下牡蛎礁生态护底的波浪传播特性。采用VoF方法捕捉自由液面,结合k-ωSST湍流模型解析近壁流动与能量耗散过程。通过与物理模型试验数据对比,验证了数值模型在波浪传播特性上的可靠性。在此基础上,系统分析曲率粗糙度系数C_(r)、入射波高H_(s)及礁坪水深h_(r)对波浪衰减性能的影响规律。结果表明,粗糙度是控制波浪衰减的关键因素,当C_(r)>0.2时,不规则波条件下的波浪透射系数较光滑底面降低37%~42%;入射波高增加可显著增强消能效果,而较大的礁坪水深h_(r)则削弱粗糙面的能量耗散作用。研究结果可为牡蛎礁生态护底结构的优化设计及海岸防护工程应用提供量化参考。 展开更多
关键词 牡蛎礁生态护底 波浪衰减 数值模拟 OPENFOAM waves2Foam
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侵蚀性海岸浮动湿地的消浪及稳定性试验研究
9
作者 龚政 周馨雨 +3 位作者 陈欣迪 康彦彦 王丽珠 张茜 《水利水运工程学报》 北大核心 2025年第6期64-71,共8页
浮动湿地具有防止海岸线侵蚀、维护生态环境等功能,是活力海岸建设的重要实现路径。基于江苏射阳侵蚀海岸防护工程实例,结合实测资料,通过室内港池模型试验,开展规则波作用下浮动湿地消浪效应与稳定性分析,揭示浮动湿地相对宽度、底部... 浮动湿地具有防止海岸线侵蚀、维护生态环境等功能,是活力海岸建设的重要实现路径。基于江苏射阳侵蚀海岸防护工程实例,结合实测资料,通过室内港池模型试验,开展规则波作用下浮动湿地消浪效应与稳定性分析,揭示浮动湿地相对宽度、底部消浪结构构造方式、组合单元间距等因素对浮动湿地单体及阵列的消浪,以及稳定性的影响规律。研究结果表明:浮动湿地对短周期波具有良好的消浪效果,波浪衰减系数可达60%以上,底部消浪结构对长周期大波浪的消浪效果影响较大;随着浮动湿地间距增大,浮动湿地偏移距离增大,导致锚绳拉力增加,整体稳定性显著降低。海岸浮动湿地为实现中潮滩海岸水空间的多元化利用和活力海岸建设提供了新思路,其抗浪性能与结构稳定性是保障生态系统功能有效发挥的关键前提。 展开更多
关键词 潮滩 浮动湿地 消浪 波浪衰减 稳定性
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斜坡刚性植被组合消浪特性试验研究
10
作者 刘治宇 龚政 +1 位作者 靳闯 王永胜 《海洋工程》 北大核心 2025年第6期108-117,共10页
海岸植被对波浪能量具有衰减作用,在海岸防护中得到了广泛关注和应用。已有研究主要关注平底条件下植被的消浪效果,而对斜坡上植被的消浪特性关注较少。以广州市南沙区龙穴岛北部近岸水动力特征为基础,通过水槽物理模型试验探究了斜坡... 海岸植被对波浪能量具有衰减作用,在海岸防护中得到了广泛关注和应用。已有研究主要关注平底条件下植被的消浪效果,而对斜坡上植被的消浪特性关注较少。以广州市南沙区龙穴岛北部近岸水动力特征为基础,通过水槽物理模型试验探究了斜坡上不同刚性植被组合的沿程波高、波浪非线性、波浪频谱以及淹没体积率的变化特征,分析了植被淹没体积率对消浪效果的影响。研究表明:与无植被条件相比,单一型和组合型植被均显著降低了透射波高,组合型植被的消浪效果介于单一型的刚性大树和刚性小树之间;斜坡上的浅水变形效应使波浪非线性沿程增强,但与无植被条件相比,斜坡植被的存在降低了波浪的非线性;波浪经过斜坡植被带后,透射波的波形变化显著,波高、主频幅值和能量谱密度均有所降低;植被淹没体积率对斜坡上刚性植被的消浪效果有显著影响,植被淹没体积率越大,消浪效果越好。 展开更多
关键词 植被消浪 消浪效果 刚性植被 组合植被 海岸防护 淹没体积率
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双峰谱波浪作用下斜坡堤周围海床液化稳定研究
11
作者 隋倜倜 姜启翮 +4 位作者 王广生 杨沐盛 孙朝阳 张弛 郑金海 《海洋学报》 北大核心 2025年第2期98-107,共10页
西非海域受到北大西洋远程涌浪的影响,形成了独特的双峰波浪现象,这对防波堤的设计与稳定性构成了挑战。本文建立了一个基于雷诺时均的Navier-Stokes方程和k-ω湍流模型的数值波浪水槽,耦合了基于Biot半动态(u-p假设)多孔弹性介质理论... 西非海域受到北大西洋远程涌浪的影响,形成了独特的双峰波浪现象,这对防波堤的设计与稳定性构成了挑战。本文建立了一个基于雷诺时均的Navier-Stokes方程和k-ω湍流模型的数值波浪水槽,耦合了基于Biot半动态(u-p假设)多孔弹性介质理论的海床模块与结构物模块,数值模拟并研究了双峰谱随机波浪−斜坡式防波堤−海床相互作用机制。基于Soares 4参数法构造的双峰谱随机波浪荷载动力条件,本文分析了斜坡式防波堤前的水动力特征,探讨了斜坡堤周围海床的动力响应、液化的时空分布规律及频域特征,阐明了不同双峰谱涌浪能量占比对海床孔压分布及液化特性的影响。结果表明,随着双峰谱涌浪占比的增加,海床内低频孔压越来越显著,且更加容易穿透海床向海床深度传播。在海床液化显著区域,液化深度随着双峰谱波浪中涌浪占比的增加而增大,且高频和低频孔压对海床液化的影响程度随着距离防波堤堤脚位置的增加交替上升。本研究为斜坡式防波堤的设计与基础稳定评估提供科学依据。 展开更多
关键词 双峰谱波浪 防波堤 海床液化 数值模拟
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风浪作用下并排锚泊渔船垂荡运动分析
12
作者 孙一艳 熊玉章 +3 位作者 于德双 王刚 陈丁 刘昌凤 《渔业现代化》 北大核心 2025年第5期117-125,共9页
为研究港内渔船多船并排艏艉锚泊时各船的垂荡运动情况以及下沉量与波高的关系,采用物理模型试验的方法,对单船艏艉锚泊、双船、三船、四船并排艏艉锚泊时各船的垂荡运动进行了研究,重点分析了纯浪和风浪作用下,波浪周期、波浪入射方向... 为研究港内渔船多船并排艏艉锚泊时各船的垂荡运动情况以及下沉量与波高的关系,采用物理模型试验的方法,对单船艏艉锚泊、双船、三船、四船并排艏艉锚泊时各船的垂荡运动进行了研究,重点分析了纯浪和风浪作用下,波浪周期、波浪入射方向、并排锚泊船数、渔船所处位置等对各船垂荡的影响。结果显示:90°和45°纯浪作用时,单船的最大下沉量约为波高的0.5~0.8倍;0°纯浪时,单船的最大下沉量约为波高的0.25~0.65倍;90°纯浪作用下双船并排艏艉锚泊时,其最大下沉量约为波高的0.3~1.1倍;当三船或四船并排锚泊时,其最大下沉量约为波高的0.5~1.2倍。当90°风浪作用时单船最大下沉量约为波高的0.4~0.6倍,双船时约为0.6~0.8倍,三船或四船时约为0.8~1.2倍。研究结果可为港内渔船安全泊稳研究提供参考依据。 展开更多
关键词 多船并排艏艉锚泊 垂荡运动 并排锚泊船数 风浪作用 最大下沉量
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淤泥质海岸环境沙滩存在原因分析——以连云港天然沙滩为例 被引量：1
13
作者 张磊 徐岢 +2 位作者 韩雪健 华厦 郭相臣 《水运工程》 2025年第7期51-57,113,共8页
基于连云港淤泥质海岸存在的4处天然沙滩,对沙滩平面和剖面形态特征、潮流条件、波浪条件以及泥沙运动特征进行详细分析,以研究淤泥质海岸环境存在沙质沙滩的原因。结果表明:天然沙滩均为两端有岬角的内凹弧形地貌形态,主要来浪方向与... 基于连云港淤泥质海岸存在的4处天然沙滩,对沙滩平面和剖面形态特征、潮流条件、波浪条件以及泥沙运动特征进行详细分析,以研究淤泥质海岸环境存在沙质沙滩的原因。结果表明:天然沙滩均为两端有岬角的内凹弧形地貌形态,主要来浪方向与湾口方向一致,不利于产生显著的沿岸输沙,避免沙滩沙流失;剖面具有明显转折特征,较大的前沿水深有利于减少外海波浪传播过程中的损耗,可以维持较大的滩前波浪动力条件;来浪方向中大浪要达到一定的集中度和频率,H1/10波高大于0.40 m的大浪维持在36.6%以上的沙滩才能具备较好的沙滩滩面特征;波浪是淤泥起动悬扬的主要动力因素,波流挟沙力大于背景含沙量有利于沙滩形成,且挟沙力越大沙滩宽度越大。 展开更多
关键词 淤泥质海岸 天然沙滩 波流动力条件 泥沙运动
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不同长径比单桩在粉土中的p-y模型研究
14
作者 李效民 徐璐 +3 位作者 李福恒 姚雪祥 殷文明 苗得胜 《海洋工程》 北大核心 2025年第5期61-69,共9页
单桩是海上风电工程中最常用的基础形式,桩-土相互作用关系是桩基设计中需要重点考虑的因素。现有设计规范中的推荐公式适用于砂土和黏土这两种极端土质。然而,在全球范围内广泛分布着兼具砂土和黏土特性(非零内聚力和非零摩擦角)的过... 单桩是海上风电工程中最常用的基础形式,桩-土相互作用关系是桩基设计中需要重点考虑的因素。现有设计规范中的推荐公式适用于砂土和黏土这两种极端土质。然而,在全球范围内广泛分布着兼具砂土和黏土特性(非零内聚力和非零摩擦角)的过渡土质——粉土。若仅考虑单一土质特性,可能会造成桩基设计的不经济性和不可靠性。此外,传统的p-y模型主要针对单一长径比的桩基,而对于长径比动态变化的通用p-y模型研究尚不足。基于ABAQUS软件建立了单桩-粉土相互作用的有限元模型,分析并提出了粉土水平极限承载力计算公式,同时考虑长径比参数变化的影响,量化了水平极限承载力和单桩长径比对单桩横向荷载-位移响应的作用,进而提出了适应于不同长径比单桩在粉土中的p-y模型。最后,通过桩基算例的对比分析,验证了所提模型的准确性与适用性。 展开更多
关键词 单桩 粉土 不同长径比 p-y模型 海上风电 桩-土相互作用
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核电厂柔性平面拦污网水动力研究
15
作者 琚烈红 毛翔 +3 位作者 赵天翼 林芳 郑彬 翟必垚 《海洋工程》 北大核心 2025年第6期163-176,共14页
核电厂拦污网是冷源重要物项,起到拦截海生物、保障取水安全的重要作用,其水动力大小是拦污网安装固定结构设计和安全运行的重要参数。文章首先基于柔性网片及网绳受力变形理论分析,通过网绳节点受力平衡提出了拦污网受力计算模型,该模... 核电厂拦污网是冷源重要物项,起到拦截海生物、保障取水安全的重要作用,其水动力大小是拦污网安装固定结构设计和安全运行的重要参数。文章首先基于柔性网片及网绳受力变形理论分析,通过网绳节点受力平衡提出了拦污网受力计算模型,该模型可计算柔性平面网在水流及波流作用后静力平衡条件下的空间形态、网绳受力。然后通过开展网绳和拦污网在水流或波流作用下物理模型试验,测量了网绳和拦污网在水流作用下受力,分析了阻力系数,并与拦污网受力计算值进行比较,两者差别在5%以内。拦污网堵塞后对受力影响极大,通过开展水槽试验研究了堵塞率及海生物堵塞质量对网片受力的影响,结果显示堵塞率增大后网片受力增长逐渐加快,而网片受力与单位面积海生物质量增加基本成线性关系,且与海生物种类有关。最后,利用该柔性平面网受力计算模型,计算了三边固定、一边漂浮和四边固定两种核电厂平面拦污网结构受力,通过对拦污网空间结构及各部分受力进行比较发现,四边固定的平面拦污网结构受力均匀,受力最大值相对较小。文中提出的柔性平面拦污网变形及受力计算模型可用于拦污网设计优化及受力计算。 展开更多
关键词 平面拦污网 柔性结构 核电厂 水槽试验 堵塞率 网片受力
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融合多海浪谱的海表场景模拟参数选取准则
16
作者 赵强 许镇 +1 位作者 姜睿 朱鑫 《华中科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期158-164,共7页
针对PM谱、Apel谱和Elfouhaily谱三种典型海浪谱,分析其均方根高度和相关长度等统计参数对风场的依赖性,提出了以风速为基准的海面场景仿真参数选取标准.研究结果表明:该标准不仅适用于不同风场条件下的三种受测海浪谱,还可扩展至强风... 针对PM谱、Apel谱和Elfouhaily谱三种典型海浪谱,分析其均方根高度和相关长度等统计参数对风场的依赖性,提出了以风速为基准的海面场景仿真参数选取标准.研究结果表明:该标准不仅适用于不同风场条件下的三种受测海浪谱,还可扩展至强风速海况下的Hwang谱.此外,采用该参数选取标准时,Elfouhaily谱在海面场景模拟精度上优于其他海浪谱,其均方根高度和有效波高仿真误差分别低于5.5%和1.9%,进一步拓展了适用于多浪谱海面场景模拟的通用仿真参数选取准则. 展开更多
关键词 海面模拟 海浪谱 均方根高度 相关长度 蒙特卡罗仿真
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规则波作用下桩基双挡板透空防波堤的波浪荷载数值模拟研究
17
作者 孙忠滨 孙新鹏 李金宣 《水运工程》 2025年第8期18-27,共10页
双挡板透空防波堤消浪效果好,具有过水性、环境友好等特点,可满足海洋环境保护对水工建筑物的要求。针对目前该类结构水动力特性研究不足的问题,对波浪作用下双挡板透空防波堤波浪荷载进行研究。基于Fluent模型建立数值水槽,模拟波浪与... 双挡板透空防波堤消浪效果好,具有过水性、环境友好等特点,可满足海洋环境保护对水工建筑物的要求。针对目前该类结构水动力特性研究不足的问题,对波浪作用下双挡板透空防波堤波浪荷载进行研究。基于Fluent模型建立数值水槽,模拟波浪与双挡板防波堤作用,分析板间不同水面条件下,相对水深、挡板入水深度、堤宽等因素对波浪荷载的影响。结果表明,当双板间为非自由水面时,结构荷载受相对水深和堤宽影响较小,随入水深度增大而增大;当双板间为自由波面时,板间水体运动显著影响结构的受力,结构最大荷载会明显增大,结构荷载与各影响因素间关系也产生变化。双板间自由波面条件是防波堤常见的工作状态,在结构设计时应充分重视。 展开更多
关键词 透空防波堤 双挡板防波堤 波浪荷载 数值水槽
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基于Timoshenko-Pasternak模型的水平受荷大直径桩静力响应分析 被引量：1
18
作者 范思圆 赵金海 +1 位作者 俞长海 黄丹 《海洋工程》 北大核心 2025年第2期93-101,共9页
为弥补传统Euler-Winkler(简称E-W)计算模型在单桩水平静力响应分析中的不足,基于Timoshenko梁理论和Pasternak地基理论,建立同时考虑土体剪切效应和桩身剪切变形的Timoshenko-Pasternak(简称T-P)模型。首先,基于T-P模型推导单桩的整体... 为弥补传统Euler-Winkler(简称E-W)计算模型在单桩水平静力响应分析中的不足,基于Timoshenko梁理论和Pasternak地基理论,建立同时考虑土体剪切效应和桩身剪切变形的Timoshenko-Pasternak(简称T-P)模型。首先,基于T-P模型推导单桩的整体平衡方程组;其次,运用传递函数方法结合迭代法求解;最后,通过实际案例分析,验证方法的合理性和适用性。结果表明:在大变形情况下(10 mm以上),T-P计算模型比E-W计算模型更适用于大直径钢管桩的侧向位移计算;T-P模型可以较好反映出桩身的剪力变化情况,但存在高估深层土处剪切力的现象;桩顶位移与土-桩相对剪切比呈正比例关系,且土体剪切效应相比钢管桩剪切变形对侧向位移的影响更为显著;桩身变形越接近于刚性转动,桩顶承载力增幅越大,桩身变形越接近于柔性变形,桩顶承载力增幅越小。 展开更多
关键词 P-Y曲线 大直径单桩 Timoshenko-Pasternak模型 剪切变形 海上风电
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基于实时动态监测的杭州湾跨海大桥桥墩冲刷特征研究 被引量：1
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作者 夏晓亮 崔志伟 +2 位作者 解鸣晓 王恒 韩志远 《水道港口》 2025年第3期391-397,共7页
桥墩的基础冲刷受局部水动力、桥墩结构和含沙量等多因素影响,具有极强的局部三维性。杭州湾具有强潮、水体高含沙量的特征,桥墩周围底床冲淤变化极其复杂,局部冲刷的现场测量难度较大。建立基于双轴声学扫描技术的桥墩局部冲刷动态监... 桥墩的基础冲刷受局部水动力、桥墩结构和含沙量等多因素影响,具有极强的局部三维性。杭州湾具有强潮、水体高含沙量的特征,桥墩周围底床冲淤变化极其复杂,局部冲刷的现场测量难度较大。建立基于双轴声学扫描技术的桥墩局部冲刷动态监测系统,测量精确度达到厘米级,基于此系统对杭州湾大桥匝道桥墩实施高频冲刷监测,并总结分析了桥墩冲刷坑的变化情况及冲淤规律。研究结果表明:在涨落潮流作用下,匝道桥墩冲刷坑呈现稳定且规则的圆形;潮周期规律呈现大潮至小潮淤积、小潮至大潮冲刷的态势,最大潮汛间平均冲淤幅度约0.5 m。桥墩周边潮汐涨落间冲淤变化均在0.2~0.4 m,大潮期潮汐涨落间冲淤幅度最大。匝道桥墩监测周期内整体呈淤积态势,平均淤积约0.4 m。监测期间,桥墩附近地形总体呈现冲淤平衡状态。文章采用的双轴声学扫描技术将为桥墩局部冲刷动态监测预警提供大量基础数据支撑。 展开更多
关键词 杭州湾大桥 局部冲刷 动态监测 桥墩 声学扫描 寒潮
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潜坝对闽江感潮河段咸潮入侵的影响
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作者 黄雅丽 胡朝阳 +6 位作者 刘阳 葛建忠 姚佳玲 付开雄 林斌 刘炳义 陈华 《水资源保护》 北大核心 2025年第4期180-188,共9页
基于有限体积算法的FVCOM,采用非结构网格下的堤坝处理方法构建了感潮河口三维水动力-盐度-潜坝耦合数值模型,以受咸潮入侵影响显著的闽江河口为研究对象,探究潜坝对闽江感潮河段咸潮入侵特征及规律的影响。结果表明:潜坝对咸潮入侵具... 基于有限体积算法的FVCOM,采用非结构网格下的堤坝处理方法构建了感潮河口三维水动力-盐度-潜坝耦合数值模型,以受咸潮入侵影响显著的闽江河口为研究对象,探究潜坝对闽江感潮河段咸潮入侵特征及规律的影响。结果表明:潜坝对咸潮入侵具有一定的抑制作用,且对底层水体盐度的削减程度优于表层,对大潮期的咸潮入侵削减程度优于小潮期;在大、小潮期,潜坝对水体分层较明显的宽浅河道抑咸效果明显优于水体充分混合的窄深河道,北港大潮期的安全用水控制线在峡南、金刚腿两处潜坝的影响下分别消退约5 km和8 km;潜坝改变了底层水体的流速与流向,使底层水流偏转的同时产生小范围涡流,进一步抑制了咸潮的继续上溯。 展开更多
关键词 潜坝 感潮河口 咸潮入侵 盐度 FVCOM 闽江
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