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组合型浮式防波堤水动力响应与消浪性能研究
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作者 王贯宇 谢书刚 +2 位作者 伍磊 张天向 涂佳黄 《力学季刊》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期781-794,共14页
为提升方箱式浮式防波堤的稳定性和消浪效果,本文发展了一种组合型浮式防波堤,并基于计算流体动力学方法,采用黏性流体理论,建立了二维数值水槽,以组合型浮式防波堤为研究对象,并通过与方箱式浮式防波堤进行对比,重点探讨了系泊方式和... 为提升方箱式浮式防波堤的稳定性和消浪效果,本文发展了一种组合型浮式防波堤,并基于计算流体动力学方法,采用黏性流体理论,建立了二维数值水槽,以组合型浮式防波堤为研究对象,并通过与方箱式浮式防波堤进行对比,重点探讨了系泊方式和波参数对组合型浮式防波堤运动响应与消浪性能的影响.此外,对浮式防波堤周围水体的涡量分布情况进行了分析,揭示了其波浪能量耗散机制.研究结果表明,组合型浮式防波堤对波浪的耗散能力远高于方箱式浮式防波堤,其主要通过能量耗散衰减波浪.相比于方箱式浮式防波堤,组合型浮式防波堤的整体运动响应较小、消浪能力较强,且系泊方式对组合型浮式防波堤运动响应与消浪性能影响较小.然而,当入射波高增加时,系泊方式对其消浪性能有较大影响.研究结果可为浮式防波堤的优化设计和实际工程应用提供参考. 展开更多
关键词 组合型浮式防波堤 系泊方式 水动力特性 消浪性能 运动响应
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OWC-开孔浮式防波堤稳定性的数值研究
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作者 郑艳娜 李佳繁 +3 位作者 邵希冉 牟瑛娜 陈昌平 郝健 《大连海洋大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期856-863,共8页
为了研究OWC(振荡水柱)-开孔浮式防波堤的稳定性,基于ANSYS AQWA软件对浮堤运动幅值响应算子(RAO)进行了模拟,并讨论了防波堤组合双体结构的间距、波浪入射角度、OWC开口宽度、吃水深度及锚链拖地长度等因素对防波堤稳定性的影响。结果... 为了研究OWC(振荡水柱)-开孔浮式防波堤的稳定性,基于ANSYS AQWA软件对浮堤运动幅值响应算子(RAO)进行了模拟,并讨论了防波堤组合双体结构的间距、波浪入射角度、OWC开口宽度、吃水深度及锚链拖地长度等因素对防波堤稳定性的影响。结果表明:浮堤双体结构间距的改变对系统的系泊稳定性无明显影响;波浪入射角度的增大使浮堤纵摇运动幅度减小,稳定性增加;OWC浮箱开口宽度增大会增加浮堤运动幅度;增大浮堤的吃水深度或减小锚链拖地长度可增大浮堤的垂荡、横摇方向的运动幅度,减小纵摇方向运动,使浮堤固有周期增大。研究表明,实际工程中可通过改变OWC开口宽度、浮箱吃水深度、锚链拖地长度及来波方向等增强OWC-开孔浮式防波堤的系泊稳定性。 展开更多
关键词 OWC-开孔式 浮式防波堤 稳定性 数值模拟
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基于SPH方法的沉箱开孔位置对消浪效果的影响
3
作者 刘枫 甘忠勇 +3 位作者 王坤 韩丽影 谷雪清 金瑞佳 《中国港湾建设》 2024年第2期13-20,43,共9页
为了更深入地理解沉箱结构对波浪传播和反射的影响,对波浪与开孔沉箱相互作用进行数值模拟研究,为探究消浪效果最佳的沉箱上部开孔位置,通过基于SPH方法建立的数值波浪水槽,分析了3种不同开孔位置对反射系数Kr、波面高度变化、涡量场及... 为了更深入地理解沉箱结构对波浪传播和反射的影响,对波浪与开孔沉箱相互作用进行数值模拟研究,为探究消浪效果最佳的沉箱上部开孔位置,通过基于SPH方法建立的数值波浪水槽,分析了3种不同开孔位置对反射系数Kr、波面高度变化、涡量场及流场的影响,总结了不同开孔位置对消浪效果的影响。研究发现当上部开孔的顶端在水下0.08 m时沉箱反射系数Kr最小,沉箱外的波面高度变化最小,开孔沉箱开孔处的涡量消耗的总量最大,流场变化最大是其他2种开孔位置的1~2倍,同时沉箱内波面最为平静,消浪效果最好。所得结论对开孔沉箱实际工程中消浪效果研究具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 开孔沉箱 SPH方法 消浪效果 开孔位置
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浮漂式防波堤的试验研究 被引量:38
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作者 吴静萍 王仁康 +2 位作者 郑晓伟 姜曼松 石记柱 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 北大核心 2001年第1期91-93,共3页
模仿水生植物“浮漂”的结构形式 ,设计一种新形式的防波堤 .将多块圆形木板柔性连接成一体 ,平铺于水面 ,对其进行了一系列的消浪效果的初步试验研究 .试验结果表明 ,该结构具有消浪性能 。
关键词 浮式防波堤 反射系数 透射系数 “浮漂”式结构 消浪性能 固定方式
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板-网结构浮式防波堤消浪性能的试验研究 被引量:26
5
作者 董国海 郑艳娜 +2 位作者 李玉成 关长涛 林德芳 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2006年第7期142-146,135,共6页
水深较大时,固定式防波堤不再适用,而相比之下,浮式防波堤具有轻便、机动、经济及良好的海水交换功能等特点。因此为保障深水养殖网箱在风浪中的安全,采用浮式防波堤进行掩护是唯一可行的工程措施。提出了一种新型的浮式防波堤结构型式... 水深较大时,固定式防波堤不再适用,而相比之下,浮式防波堤具有轻便、机动、经济及良好的海水交换功能等特点。因此为保障深水养殖网箱在风浪中的安全,采用浮式防波堤进行掩护是唯一可行的工程措施。提出了一种新型的浮式防波堤结构型式——板-网浮式防波堤。通过实验室物理模型试验,研究波浪周期、平板宽度、网衣数目、平板刚度以及水流方向和速度对波浪透射系数的影响。试验采用规则波浪,水深为20m,波高为2.5m、4.5m和6.0m,周期为6s~10s。试验结果表明,采用该种浮式防波堤具有较好的消浪效果,但具体参数需根据当地波浪、水流条件而定。 展开更多
关键词 海岸和近海工程 浮式防波堤 试验研究 板-网结构 波浪透射系数
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浮式防波堤研究进展 被引量:22
6
作者 沈雨生 周益人 +1 位作者 潘军宁 王兴刚 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2016年第5期124-132,共9页
浮式防波堤与其他传统防波堤相比,可适应水深较大、地基软弱、大潮差和引入水体交换等情况,在港口海岸工程、海洋工程以及海水养殖等诸多领域具有广阔应用前景。对国内外浮式防波堤的主要研究成果和进展进行了综述,从理论推导、经验公... 浮式防波堤与其他传统防波堤相比,可适应水深较大、地基软弱、大潮差和引入水体交换等情况,在港口海岸工程、海洋工程以及海水养殖等诸多领域具有广阔应用前景。对国内外浮式防波堤的主要研究成果和进展进行了综述,从理论推导、经验公式和数值计算3个方面归纳和总结了浮式防波堤波浪透射系数的计算方法。介绍了浮式防波堤结构型式的研究进展,重点分析了浮箱式、浮筒式、浮筏式及其相应改进结构等不同型式浮式防波堤的消浪原理和消浪效果,分析比较了不同结构型式浮式防波堤的优缺点。最后介绍了浮式防波堤在国内外的工程应用,并分析了限制浮式防波堤应用的主要原因,指出了目前浮式防波堤研究方面的不足,以及推广应用浮式防波堤需要进一步研究的内容。 展开更多
关键词 浮式防波堤 透射系数 结构型式 工程应用 研究进展
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垂直导桩锚固方箱-水平板式浮堤消浪性能试验研究 被引量:7
7
作者 王永学 董华洋 +2 位作者 郑坤 刘冲 侯勇 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期432-437,共6页
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... 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. 展开更多
关键词 浮式防波堤 水平板 垂直导桩 消浪性能 升沉运动 拟合公式
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半圆型防波堤的水力特性研究 被引量:25
8
作者 俞聿修 张宁川 饶永红 《海洋工程》 CSCD 1999年第4期39-48,共10页
采用不规则波浪试验,研究了半圆型防波堤的水力特性及堤上波力随各主要影响因素的变化规律。指出必须分别按出水堤或淹没堤计算堤上的波力,前者可用改进的合田公式;对于淹没堤,文中建议了计算波力的方法。
关键词 半圆型防波堤 防波堤 波浪力 水力特性
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波浪荷载作用下箱筒型基础防波堤性状试验研究 被引量:13
9
作者 蔡正银 徐光明 +2 位作者 顾行文 李元音 王玉红 《中国港湾建设》 北大核心 2010年第A01期90-94,99,共6页
箱筒型基础防波堤是一种新型的防波堤结构,适用于较深水域且海底为软土地基的筑堤情形。然而,这种新型防波堤出现时间较短,对其性状表现的认识尚在积累中,采取何种破坏模式进行设计计算是一个关键难题。为此,开展了土工离心模型试验,探... 箱筒型基础防波堤是一种新型的防波堤结构,适用于较深水域且海底为软土地基的筑堤情形。然而,这种新型防波堤出现时间较短,对其性状表现的认识尚在积累中,采取何种破坏模式进行设计计算是一个关键难题。为此,开展了土工离心模型试验,探讨了波浪荷载强度、波浪作用持续时间、结构下筒长度和压载等因素对防波堤结构位移模式的影响。试验在离心机高速运转条件下模拟了周期性循环波浪荷载,观测了箱筒型基础防波堤的水平变位、沉降和倾斜以及地基中孔隙水压力等反应。结果发现,修建于给定条件地基上的箱筒型基础防波堤能够很好地抵抗设计荷载强度波浪作用,所发生的沉降、水平变位和倾斜度均不会超出相应的控制值,其主要位移破坏模式为防波堤倾斜过度而失稳或水平变位超出容许值而发生侧向滑动破坏。 展开更多
关键词 箱筒型基础防波堤 软土地基 循环波浪荷载 位移模式 离心模型试验
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矩形箱式浮防波堤水动力特性试验研究 被引量:9
10
作者 董华洋 王永学 +1 位作者 侯勇 赵云鹏 《渔业现代化》 北大核心 2009年第3期7-11,共5页
研究一种可应用于维护网箱养殖区域安全的浮式防波堤——矩形箱式浮防波堤。通过实验室物理模型试验研究了规则波作用下几种不同相对拖地系数的矩形箱式浮防波堤的透射系数、运动响应和锚链力。探讨了相对宽度和相对拖地系数对透射系数... 研究一种可应用于维护网箱养殖区域安全的浮式防波堤——矩形箱式浮防波堤。通过实验室物理模型试验研究了规则波作用下几种不同相对拖地系数的矩形箱式浮防波堤的透射系数、运动响应和锚链力。探讨了相对宽度和相对拖地系数对透射系数和运动响应及锚链力的影响。试验结果表明,相对拖地系数为0的模型透射系数在0.38-0.87,消波效果理想,但锚链力较其他相对拖地系数不为0的模型大。试验研究为深水网箱养殖区箱式浮防波堤的设计和安装提供参考和依据。 展开更多
关键词 矩形浮防波堤 透射系数 运动响应 锚链力 深水网箱
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开孔沉箱在斜向入射波作用下受力研究 被引量:4
11
作者 李玉成 刘洪杰 +1 位作者 滕斌 孙大鹏 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期100-109,共10页
应用透空壁内流体速度与壁两侧的压力差成正比的线性模型,研究了斜向波与无限多个开孔沉箱的相互作用.依照结构物的几何形状,把整个流域分成无限多个子域,在每个子域内应用特征函数展开法对速度势进行展开.对于沉箱内的波浪运动,引入相... 应用透空壁内流体速度与壁两侧的压力差成正比的线性模型,研究了斜向波与无限多个开孔沉箱的相互作用.依照结构物的几何形状,把整个流域分成无限多个子域,在每个子域内应用特征函数展开法对速度势进行展开.对于沉箱内的波浪运动,引入相位差概念;在构造反射波模型时,考虑了结构物的几何形状影响.列举出物理模型实验结果与数值实验结果的比较,可以看出两者吻合较好.进一步的数值计算验证表明,当孔隙系数无限大时,开孔墙前后的速度非常接近.在低频入射波作用下,垂直于沉箱的水平力随角度的变大而减小,平行于沉箱排列方向的力则变大. 展开更多
关键词 斜向波 开孔沉箱 横隔板 波浪力 孔隙系数 结构物 几何形状 防浪结构
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新型桶式基础防波堤单桶桶壁土压力数值分析 被引量:6
12
作者 蔡正银 杨立功 +1 位作者 关云飞 黄英豪 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2016年第5期39-46,共8页
对于软土地基上的新型桶式基础防波堤,其稳定性分析的关键是桶壁土压力分析。根据实际工程,通过数值模拟,分析了不同荷载水平、不同荷载作用点高度、不同土质状况下桶壁土压力的分布规律。分析发现,不同情况下的软土地基新型桶式基础防... 对于软土地基上的新型桶式基础防波堤,其稳定性分析的关键是桶壁土压力分析。根据实际工程,通过数值模拟,分析了不同荷载水平、不同荷载作用点高度、不同土质状况下桶壁土压力的分布规律。分析发现,不同情况下的软土地基新型桶式基础防波堤,桶壁土压力分布区域可分为海侧圆弧端主动土压力区、两侧直壁端静止土压力区及陆侧圆弧端被动土压力区。经与理论计算的Rankine主动、被动土压力和静止土压力的对比分析发现,海侧主动区的土压力与陆侧被动区土压力分别介于主动土压力与静止土压力、静止土压力与被动土压力之间,两侧直壁端的桶壁土压力与静止土压力比较接近。在两端圆弧段,桶壁土压力沿深度分段线性分布,且单宽桶壁土压力合力与荷载水平呈线性关系。当荷载作用点的高度发生变化时,桶壁土压力的分布规律相类似。基于桶壁土压力的分布形式,提出了桶壁土压力的简化计算方法,为计算桶体稳定性带来方便。 展开更多
关键词 新型桶式基础防波堤 桶壁土压力 分段线性 数值分析
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透空箱体浮式防波堤消浪特性实验研究 被引量:11
13
作者 蒋昌波 袁盛良 +3 位作者 刘璟 邓斌 王刚 伍志元 《交通科学与工程》 2012年第1期56-61,共6页
通过对4种不同结构形式的浮式防波堤进行实验研究,分析了浮式防波堤在规则波作用下防波堤透射系数与模型顶板相对入水深度q/d、相对板间距s/d、相对板长B/L以及顶板开孔的关系.研究结果表明,相对板长是影响防波堤消浪性能的最重要因素.... 通过对4种不同结构形式的浮式防波堤进行实验研究,分析了浮式防波堤在规则波作用下防波堤透射系数与模型顶板相对入水深度q/d、相对板间距s/d、相对板长B/L以及顶板开孔的关系.研究结果表明,相对板长是影响防波堤消浪性能的最重要因素.在加大锚链拉力的同时,增加防波堤长度是提高防波堤消浪性能的有效方法. 展开更多
关键词 浮式防波堤 透射系数 规则波 模型实验
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箱筒型基础防波堤断面稳定计算方法 被引量:8
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作者 李元音 谢世楞 +2 位作者 王元战 闫澍旺 肖忠 《中国港湾建设》 北大核心 2010年第A01期95-99,共5页
箱筒型基础防波堤是一种软基上的新型防波堤。针对其断面稳定性的分析建立了三类计算方法:有限元分析方法、数值极限平衡分析方法和简化极限平衡分析方法;对三类计算方法的特点进行了比较,并以此对天津港南北防波堤延伸工程的箱筒型基... 箱筒型基础防波堤是一种软基上的新型防波堤。针对其断面稳定性的分析建立了三类计算方法:有限元分析方法、数值极限平衡分析方法和简化极限平衡分析方法;对三类计算方法的特点进行了比较,并以此对天津港南北防波堤延伸工程的箱筒型基础防波堤结构进行了优化。 展开更多
关键词 箱筒型基础防波堤 反算法 地基反力 转动中心
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开孔沉箱在日照港四期码头工程中的消浪效果研究 被引量:7
15
作者 姜云鹏 陈汉宝 戈龙仔 《水道港口》 2010年第1期20-24,共5页
采用波浪整体物理模型试验方法,根据日照港石臼港区四期码头工程平面布置,针对码头结构采用实体沉箱和开孔消浪沉箱两种结构型式,测定E和ENE向港内波况和码头前波高,并在此基础上分析不同水位条件下开孔沉箱的消浪效果。结果显示,在沉... 采用波浪整体物理模型试验方法,根据日照港石臼港区四期码头工程平面布置,针对码头结构采用实体沉箱和开孔消浪沉箱两种结构型式,测定E和ENE向港内波况和码头前波高,并在此基础上分析不同水位条件下开孔沉箱的消浪效果。结果显示,在沉箱尺寸、消浪室宽度和开孔率无法改变的前提下,消浪效果与开孔位置有很大关系。当开孔区位于静水位上、下一倍波高范围时,消浪效果最优。建议开孔区布置应尽量与规范保持一致,将开孔区布置在设计高水位附近。 展开更多
关键词 波浪物理模型 开孔沉箱 消浪效果 日照港
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淹没状态下半圆型防波堤的水力特性研究 被引量:4
16
作者 饶永红 俞聿修 张宁川 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期124-131,共8页
以淹没状态下的半圆型防波堤为研究对象 ,采用不规则波断面模型试验 ,结合典型实例分析了堤体波压分布的特点 ,指出波浪经过堤顶破碎与否直接影响到堤体所受波力的大小 。
关键词 淹没状态 半圆型防波堤 波浪力 水力特性 稳定性
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浅水单模块浮式防波堤锚泊系统分析研究 被引量:8
17
作者 任慧龙 杜娟 +1 位作者 马山 王迪 《船舶工程》 北大核心 2015年第12期87-91,共5页
针对浅水海域的单模块浮箱式防波堤,利用水动力通用软件ANSYS-AQWA,建立不规则波作用下浮体锚链耦合模型,得到浮式防波堤频域与时域的动态响应。重点分析频域下的六自由度运动RAO,以及利用AQWA的缆索动力学模块,设计对比了拖地长度和预... 针对浅水海域的单模块浮箱式防波堤,利用水动力通用软件ANSYS-AQWA,建立不规则波作用下浮体锚链耦合模型,得到浮式防波堤频域与时域的动态响应。重点分析频域下的六自由度运动RAO,以及利用AQWA的缆索动力学模块,设计对比了拖地长度和预张力不同的锚泊线受力情况,并得到该条件下最优的锚泊系统,对实际工程有参考价值。 展开更多
关键词 浅水海域 单模块 浮式防波堤 锚泊系统
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桩基透空堤的透浪系数 被引量:20
18
作者 钟瑚穗 徐昶 过达 《中国港湾建设》 北大核心 2003年第5期21-24,共4页
本文根据对桩基透空堤的试验研究 ,分析了小间距直桩式、栅栏式和直立挡板式等三种不同形式桩基透空堤的特点及其所具有的不同透空率与透浪系数间的联系 ,比较了几种透浪系数的计算结果 ,并提出了挡浪效果和消能效果都比较好的新的桩基... 本文根据对桩基透空堤的试验研究 ,分析了小间距直桩式、栅栏式和直立挡板式等三种不同形式桩基透空堤的特点及其所具有的不同透空率与透浪系数间的联系 ,比较了几种透浪系数的计算结果 ,并提出了挡浪效果和消能效果都比较好的新的桩基透空堤断面的设想 。 展开更多
关键词 透空式防波堤 透空率 透浪系数
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桩基挡板式透空堤透浪系数计算及试验研究 被引量:6
19
作者 陈德春 茆福文 +1 位作者 沈丽宁 殷福安 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2012年第5期83-87,共5页
在威格尔对直板透浪系数研究基础上,采用微幅波理论并结合不同透空堤结构尺寸(挡浪板宽度与挡板间距之和D,桩基的宽度b及挡浪板间距△D组合)推导透空堤透浪系数计算公式.并基于广东新港荔枝湾防波堤模型试验,研究了挡浪板的相对入水深... 在威格尔对直板透浪系数研究基础上,采用微幅波理论并结合不同透空堤结构尺寸(挡浪板宽度与挡板间距之和D,桩基的宽度b及挡浪板间距△D组合)推导透空堤透浪系数计算公式.并基于广东新港荔枝湾防波堤模型试验,研究了挡浪板的相对入水深度、挡浪板间距、不同波浪重现期对透浪系数的影响,验证了理论推导透浪系数计算公式的合理性,计算了波浪条件d/L≤0.245和t/d=0.35~0.78范围内的透空堤透浪系数,为确定合理的透空式防波堤结构提供设计依据. 展开更多
关键词 挡浪板 透空式防波堤 透浪系数
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波浪荷载对半圆型潜堤作用的数值分析 被引量:3
20
作者 胡宝琳 姚文娟 +1 位作者 刘逸敏 熊胜 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2013年第3期38-44,共7页
基于动量源数值造波原理,运用Fluent软件模拟了半圆型潜堤表面波压的分布及变化规律,采用π定理分析了波陡、水深及波长对半圆型潜堤表面波浪力的影响,并通过统计潜堤表面各点所受压力(最大波压力与最小波压力的差值)最大值的分布,给出... 基于动量源数值造波原理,运用Fluent软件模拟了半圆型潜堤表面波压的分布及变化规律,采用π定理分析了波陡、水深及波长对半圆型潜堤表面波浪力的影响,并通过统计潜堤表面各点所受压力(最大波压力与最小波压力的差值)最大值的分布,给出了半圆型潜堤表面压力最大值出现的位置及概率.分析结果表明,在水深较深时,波陡的改变会使波压力在堤顶至背浪侧发生明显变化;水深波长比的改变,会引起半圆堤两侧波压力不同的变化;波压力的最大值一般发生在堤顶处及其偏向背浪侧附近;半圆堤面上的动波压力最大值主要出现在两侧堤脚附近,随着波高的增加,堤面上各点的动波压力由近似对称分布向两侧受力不同转变. 展开更多
关键词 数值造波 半圆型潜堤 波压力 π定理
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