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大比尺波浪水槽试验研究进展综述
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作者 陈松贵 陈汉宝 +3 位作者 段自豪 解鸣晓 金瑞佳 张华庆 《水道港口》 2025年第3期319-332,共14页
大比尺波浪水槽作为海岸及海洋工程研究的关键设施,提供了在精准控制条件下进行近似原型物理模型试验的独特优势,有效地突破了比尺效应的影响。交通运输部天津水运工程科学研究院(下称“天科院”)大比尺波浪水槽2014年建成以来,围绕波浪... 大比尺波浪水槽作为海岸及海洋工程研究的关键设施,提供了在精准控制条件下进行近似原型物理模型试验的独特优势,有效地突破了比尺效应的影响。交通运输部天津水运工程科学研究院(下称“天科院”)大比尺波浪水槽2014年建成以来,围绕波浪-结构物相互作用、波流-泥沙冲刷机理与防护、波浪-浮体动力响应等研究方向进行了一系列大尺度试验研究,并在实际工程中得到了成功应用。文章对天科院大比尺波浪水槽过去十年来所进行的试验和研究成果进行了系统总结,旨在更充分地展示中国大比尺波浪水槽的功能和作用,并提出了未来重点的研究方向,包括海岸结构和泥沙运输、海岸工程防灾减灾、海上交通及能源等,进一步发挥其科研大设施在基础研究中的支撑作用。 展开更多
关键词 大比尺波浪水槽 物理模型 波浪-结构物 波流-泥沙 波浪-浮体 防灾减灾 海上新能源
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波-流联合作用下的方箱-墙面系统水波共振研究
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作者 王赤忠 杨书恒 郑宇谦 《华中科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期112-118,共7页
采用开源软件OpenFOAM中的两相流求解器interFoam对波-流联合作用下方箱-墙面系统窄缝内的水波共振问题进行了数值模拟,分析流速、入射波波高及窄缝间距对窄缝内水波共振的影响.通过改变流速、入射波波高和窄缝间距来研究窄缝内波高和... 采用开源软件OpenFOAM中的两相流求解器interFoam对波-流联合作用下方箱-墙面系统窄缝内的水波共振问题进行了数值模拟,分析流速、入射波波高及窄缝间距对窄缝内水波共振的影响.通过改变流速、入射波波高和窄缝间距来研究窄缝内波高和作用在方箱上的水动力峰值的变化,揭示了波高和水动力峰值随这些参数变化的规律.计算结果和相关文献的比较验证了本文数值模型的可靠性.研究发现:随着流速增大,共振时对应的无因次波数kh变小,而窄缝内波高和作用在方箱上的水平水动力峰值明显增大;入射波波高对共振频率影响较小,随着入射波波高变大,窄缝内波高最大值、水平力和垂向力最大值则总体变小;随着窄缝间距变大,共振时的无因次波数变小,波高最大值和水平力最大值则减小. 展开更多
关键词 波-流-体相互作用 狭缝 水波共振 黏性数值水槽 OPENFOAM
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激光测距波浪观测仪研发与性能测试
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作者 李辉 王海龙 +3 位作者 刘慕学 董正龙 谷汉斌 王东旭 《水道港口》 2025年第6期942-949,共8页
波浪观测仪是测量和记录海洋波浪信息的关键仪器设备。文章研制了一款低成本的新型激光测距波高仪。为检验其测量精度和适用性,首先在波浪试验水槽中开展了测量规则波与不规则波的对比试验,该仪器与电容式波高仪的测量数据结果基本一致... 波浪观测仪是测量和记录海洋波浪信息的关键仪器设备。文章研制了一款低成本的新型激光测距波高仪。为检验其测量精度和适用性,首先在波浪试验水槽中开展了测量规则波与不规则波的对比试验,该仪器与电容式波高仪的测量数据结果基本一致。之后,通过在造波板上设置反光点,水平设置激光测距波高仪,分不同距离测量造波板运动,验证了该装置可以远距离测量相对小幅波动。最后,将该装置安装在某高桩码头端部,测量实际海上波浪。结果表明:新型激光测距波高仪能够适用于测量1~3 s短周期小波高的实际海洋波浪,而许多其他类型仪器无法进行这种海浪观测,证明该装置具有良好的使用价值。 展开更多
关键词 激光测距 波高仪 波浪观测 波谱分析 水槽试验 规则波 不规则波
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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
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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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波浪作用下弱惯性塑料颗粒的运动特征 被引量:2
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作者 舒颖 冯曦 +5 位作者 白洋 李慧超 倪兴也 柳其岩 王勇铭 陈君 《河海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期135-142,共8页
为了解弱惯性塑料颗粒的近岸运动特征,通过物理波浪水槽试验对比观察了漂浮态与沉底态中等尺寸球状塑料颗粒在有限水深规则波作用下的运动特征和不同波况及边界条件下的动态响应,并基于运动量谱推求了沉底塑料颗粒在随机运动过程中产生... 为了解弱惯性塑料颗粒的近岸运动特征,通过物理波浪水槽试验对比观察了漂浮态与沉底态中等尺寸球状塑料颗粒在有限水深规则波作用下的运动特征和不同波况及边界条件下的动态响应,并基于运动量谱推求了沉底塑料颗粒在随机运动过程中产生的最大可能水平位移。结果表明:漂浮塑料颗粒的运动规律基本符合二阶Lagrangian漂移理论;沉底塑料颗粒的运动轨迹多呈现不规则性,随机高频扰动占自身运动振幅的20%;最大可能位移随着入射波波周期的增大呈现先增大后收敛的趋势。 展开更多
关键词 弱惯性塑料颗粒 波浪水槽试验 二阶Lagrangian漂移理论 小波变换
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拉菲草的固沙防侵试验研究
6
作者 李杰 许国辉 +4 位作者 李松瑶 李安龙 陈明佳 洪波 郑建国 《海洋湖沼通报(中英文)》 北大核心 2025年第2期67-73,共7页
近岸水动力环境,影响着物质输运从而导致海床剖面改变。海岸带的水生植物可通过消除波能、缓流促淤而减小波浪对岸滩的破坏。拉菲草具有很强的韧性、外表光滑、不怕水且极其牢固,可以植入海滩,作为海滩侵蚀防护和固沙的天然材料。通过... 近岸水动力环境,影响着物质输运从而导致海床剖面改变。海岸带的水生植物可通过消除波能、缓流促淤而减小波浪对岸滩的破坏。拉菲草具有很强的韧性、外表光滑、不怕水且极其牢固,可以植入海滩,作为海滩侵蚀防护和固沙的天然材料。通过波浪水槽试验,在水深为35 cm的沙质岸滩上布设拉菲草床,探讨在不同波高的规则波作用下,拉菲草床布置道数及疏密度对岸滩剖面的影响。试验结果表明,拉菲草床的疏密度和布设道数对消减波高及减缓流速有明显影响,适当提高拉菲草床的疏密度、增加种植道数,可获得较好的缓流和消波效果。 展开更多
关键词 拉菲草 固沙促淤 规则波 波浪水槽试验
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极端海况下海上光伏板水动力特性数值研究 被引量:2
7
作者 田正林 邱湘鹏 温鸿杰 《海洋工程》 北大核心 2025年第1期30-39,共10页
海上光伏电站是解决光伏开发与土地资源之间矛盾的有效手段,但海上环境条件复杂,极端海况时常发生,这就给海上光伏板的生存带来了巨大挑战。海上光伏板在极端波浪作用下的冲击荷载空间分布及其大小是影响光伏板工作性能及生存安全的关... 海上光伏电站是解决光伏开发与土地资源之间矛盾的有效手段,但海上环境条件复杂,极端海况时常发生,这就给海上光伏板的生存带来了巨大挑战。海上光伏板在极端波浪作用下的冲击荷载空间分布及其大小是影响光伏板工作性能及生存安全的关键因素,需要对其进行深入研究。基于OpenFOAM■开源软件包建立了数值模型,对极端海况下海上光伏板的水动力特性进行了数值模拟研究。在对数值模型进行充分验证的基础上,开展了操作海况和极端海况下海上光伏板的水动力特征研究,分析不同波浪条件下光伏板所受波浪冲击荷载的时空分布规律。研究结果表明:操作海况下和极端海况下光伏板的水动力特性有很大不同,操作海况波浪未发生波浪冲击和越浪现象,而极端海况却发生了波浪冲击和越浪;极端海况下光伏板前半段波浪冲击呈现出明显的二次峰值现象,而光伏板后半段波浪冲击却无二次峰值现象;极端海况下波浪冲击压力最大值沿板长呈先增大后减小的趋势,海上光伏板所受波浪荷载在板上方(2/5~3/5)L(L为板长)处波浪冲击荷载最大。该研究成果将为海上光伏板极端海况下的防灾减灾结构设计提供参考,以避免极端荷载作用下光伏板受波浪冲击作用而产生破坏。 展开更多
关键词 海上光伏板 极端海况 水动力特性 数值水槽 波浪载荷
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复杂海底地形下的内波传播特性实验研究
8
作者 苏梦 王彩霞 +6 位作者 陈海涛 吴园园 宋洋 姜源庆 伯云台 宋庆国 杨琳 《海洋湖沼通报(中英文)》 北大核心 2025年第4期70-77,共8页
南海海域内波现象频发,受不同海底地形的影响会发生多种海洋动力学过程,对该区域海洋工程和海上军事活动会造成不可忽视的影响,从而影响海洋经济的发展。本文以南海地形为背景,在内波水槽中模拟了下凹型内波沿多个海底地形传播过程中的... 南海海域内波现象频发,受不同海底地形的影响会发生多种海洋动力学过程,对该区域海洋工程和海上军事活动会造成不可忽视的影响,从而影响海洋经济的发展。本文以南海地形为背景,在内波水槽中模拟了下凹型内波沿多个海底地形传播过程中的破碎、反射、极性转化等现象,利用分层染色标识方法和高速图像记录系统对内波沿多个海底地形的演化特征进行了定性分析和定量测量,从而掌握内波传播特性。研究表明:内波的能量耗散与两个海底山脊的相对高度以及相对间隔有关;内波振幅在经过两个山脊地形后会不断变小,但在爬坡过程中又会由小变大,随后发生极性转化;在实验波形与理论波形的对比中,振幅较小时,比较符合KdV理论;当振幅较大时则介于两种理论之间;振幅继续增大,当a/H>0.09时与mKdV理论较为符合。说明随着振幅的增加,内波的非线性效应逐渐增强。实验结果,亦可为内波模拟、观测与实验提供参考。 展开更多
关键词 内波 海底地形 相互作用 水槽实验
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淹没水平板-海草床生态型防波堤消浪性能研究
9
作者 孟钰婕 李雪艳 +2 位作者 贺铭 隋钰程 张旭峰 《海洋工程》 北大核心 2025年第1期189-199,共11页
淹没水平板能够抵御波浪且不阻碍水体循环,海草床具有净化水质、固碳和保护岸堤的作用,因而设计了一种将海草床种植在淹没水平板上的生态型防波堤。进一步使用光滑粒子流体动力学方法建立数值波浪水槽,通过对文献中物理试验的数值重现,... 淹没水平板能够抵御波浪且不阻碍水体循环,海草床具有净化水质、固碳和保护岸堤的作用,因而设计了一种将海草床种植在淹没水平板上的生态型防波堤。进一步使用光滑粒子流体动力学方法建立数值波浪水槽,通过对文献中物理试验的数值重现,验证了波浪与可渗介质及与淹没水平板相互作用的可靠性,并对以可渗介质模型替代海草床的中值粒径参数进行了标定。在此基础上,研究了不同海草床茎枝密度、海草床高度、水平板淹没深度和波高下生态型防波堤的波浪透反射系数。结果表明,种植海草床可提升淹没水平板的波浪抵御能力。增大海草床的种植密度和相对高度,减小水平板的相对淹没深度,在相对波高较大的海域使用均有助于提升生态型防波堤的消浪性能。 展开更多
关键词 淹没水平板 海草床 生态型防波堤 光滑粒子流体动力学 数值波浪水槽 波浪透反射
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浅水强非线性波作用下的悬沙输运数值研究
10
作者 张建鹏 陈鑫 《工程力学》 北大核心 2025年第2期263-272,共10页
波浪作用下的泥沙运动是海岸工程的研究热点;波形效应和表面波效应是公认的影响近岸泥沙输运的原因。由于构建大尺度波浪水槽和相应造波的困难,波浪作用下的泥沙输运实验和数值研究大多基于一维往复流水槽开展,波浪水槽的结果较少。与... 波浪作用下的泥沙运动是海岸工程的研究热点;波形效应和表面波效应是公认的影响近岸泥沙输运的原因。由于构建大尺度波浪水槽和相应造波的困难,波浪作用下的泥沙输运实验和数值研究大多基于一维往复流水槽开展,波浪水槽的结果较少。与传统往复流水槽不同的是,波浪水槽可以同时考虑波形效应和表面波效应对泥沙输运的影响,在尺度上更加接近真实情况。该文构建了适用于浅水强非线性波输沙且计算成本低的数值波浪水槽,采用边界造波法造波和阻尼法消波,由VOF模型追踪自由表面。将体现了相位差、质量守恒、加速度效应和边界层非对称发展的泥沙近底边界条件拓展至二维波浪水槽,避免了两相模型对近底高含沙区域颗粒碰撞、摩擦以及动床面捕捉的复杂计算。此外,利用已有成果在泥沙运动中考虑了颗粒尾流涡效应和非静水高含沙的相对速度理论修正。该波浪水槽成功模拟了强非线性二阶椭圆余弦波作用下的泥沙输运,可靠性得到了大尺度波浪水槽实验及包含自由表面波的两相模型结果验证。数值波浪水槽同往复流水槽的结果对比显示,在自由表面波影响下存在额外的向岸流使向岸输沙显著增强。 展开更多
关键词 数值波浪水槽 椭圆余弦波 表面波效应 近底泥沙边界条件 颗粒尾流涡 泥沙运动
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圆柱形冲箱的线性波生成理论
11
作者 张旭峰 李雪艳 +2 位作者 隋钰程 曲恒良 贺铭 《海洋工程》 北大核心 2025年第6期152-162,共11页
虽然冲箱式造波机已广泛应用在许多实验室水池中,但至今仍缺乏精准的造波理论,即使是对于最基本的线性波。因此,首先基于圆柱形冲箱浸没体积变化量与所生成线性波体积之间的实时守恒原理,推导出已知波要素和冲箱参数下的冲箱运动方程。... 虽然冲箱式造波机已广泛应用在许多实验室水池中,但至今仍缺乏精准的造波理论,即使是对于最基本的线性波。因此,首先基于圆柱形冲箱浸没体积变化量与所生成线性波体积之间的实时守恒原理,推导出已知波要素和冲箱参数下的冲箱运动方程。同时,综合考虑冲箱最大排水量、冲箱表面与波面的相容性以及波浪理论的适用范围,提出了所生成线性波的波要素约束条件。随后,使用光滑粒子流体动力学方法建立了数值波浪水槽,通过模拟文献中的物理试验并对比数值结果与试验数据,验证了数值波浪水槽的有效性。最后,应用推导出的造波理论在数值波浪水槽中生成线性波,并将波面、压强和流速的计算值与解析解进行比较,良好的吻合情况证实了该造波理论的可靠性。 展开更多
关键词 冲箱式造波机 线性波 造波理论 光滑粒子流体动力学 数值波浪水槽
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新型格栅半圆体航道整治建筑物波浪作用试验研究 被引量:1
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作者 陈复奎 《水道港口》 2025年第4期536-542,共7页
针对新型生态格栅半圆体整治建筑物在波浪作用下的稳定性与受力特性,以1:25几何比尺物理模型为平台,开展了规则波与不规则波工况下的对比试验。重点探讨了不同配重方案对半圆堤结构稳定性的影响机制,并通过压力传感器定量分析了堤身关... 针对新型生态格栅半圆体整治建筑物在波浪作用下的稳定性与受力特性,以1:25几何比尺物理模型为平台,开展了规则波与不规则波工况下的对比试验。重点探讨了不同配重方案对半圆堤结构稳定性的影响机制,并通过压力传感器定量分析了堤身关键部位的动态压力分布特征以及总力作用效应。试验结果表明:II型半圆堤结构在218.44 t优化配重下展现出最优的稳定性,其在最危险工况平均水位条件下,无论是规则波还是不规则波作用下,均未发生结构失稳现象。波浪动力响应分析表明:当采用开孔侧迎浪方案时,半圆堤外侧趾部测点压力呈现显著峰值;而在格栅侧迎浪工况,腔体内侧两排开孔区与顶部测点压力梯度最大。力学特性对比显示:开孔侧迎浪时水平力与浮托力比值范围为1.72~3.72,表明此时结构主要受波浪冲击力主导;格栅侧迎浪工况下该比值降至0.43~0.87,反映浮力效应的增强作用。研究揭示了不同迎浪面构型对半圆堤动力响应的影响规律,为类似海岸防护工程的结构优化设计提供了可靠的理论依据与试验验证。 展开更多
关键词 生态格栅半圆体 稳定性 长江口南槽航道 波浪断面模型试验 航道整治
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桶形透空式防波堤消浪特性的数值分析
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作者 桂劲松 袁安棋 +3 位作者 赵玄烈 王艺丰 姜月娇 郭宇帮 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第10期1953-1961,1993,共10页
为揭示桶形透空式防波堤在不同结构参数下的消浪机理与规律,本文基于OpenFOAM平台,利用项目组前期开发的开源计算流体力学工具箱DXFlow建立三维数值波浪水槽,通过时空验证、理论解验证及模型试验验证3个角度证明了数值波浪水槽的有效性... 为揭示桶形透空式防波堤在不同结构参数下的消浪机理与规律,本文基于OpenFOAM平台,利用项目组前期开发的开源计算流体力学工具箱DXFlow建立三维数值波浪水槽,通过时空验证、理论解验证及模型试验验证3个角度证明了数值波浪水槽的有效性,研究了规则波作用下桶形透空式防波堤的开孔率、开孔个数对消浪性能影响。研究结果表明:在相对波长L/D介于6.7~12.7,波长变化对此种防波堤的消浪性能影响不显著;防波堤的消浪性能主要取决于开孔率;同一开孔率改变开孔个数,消浪性能几乎不受影响;开孔率在12%左右时,耗散系数达到最大值,此时防波堤具有较好的消浪性能。本研究为桶形透空式防波堤的优化设计及消浪性能评估提供了模型基础。 展开更多
关键词 桶形透空式防波堤 规则波 数值波浪水槽 消浪特性 耗散系数 开孔率 计算流体力学 模型试验
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考虑波流耦合作用的高速铁路跨海斜拉桥波浪力研究
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作者 雷虎军 邓伍强 +1 位作者 陈希茂 林上顺 《中国铁路》 北大核心 2025年第9期32-40,共9页
海洋环境中波浪与海流会相互作用并相互影响(简称波流耦合作用),为探究波流耦合作用对高速铁路跨海斜拉桥塔波浪力的影响,以某高速铁路跨海斜拉桥桥塔为例,采用CFD软件建立数值波浪水槽模型,以桥址区波浪参数为依据选取Stokes五阶波浪理... 海洋环境中波浪与海流会相互作用并相互影响(简称波流耦合作用),为探究波流耦合作用对高速铁路跨海斜拉桥塔波浪力的影响,以某高速铁路跨海斜拉桥桥塔为例,采用CFD软件建立数值波浪水槽模型,以桥址区波浪参数为依据选取Stokes五阶波浪理论,通过建立数值波浪空水槽与波浪理论计算波面时程对比,进行造波效果验证。在此基础上,分析波流耦合作用对高速铁路跨海斜拉桥桥塔波浪力的影响,进一步以水流流速和波浪重现期为控制参数,研究不同水流流速和波浪重现期下波流耦合作用对高速铁路跨海斜拉桥桥塔波浪力的影响。结果表明:对100 a重现期波浪考虑0.93 m/s水流流速的波流耦合作用后,最大波浪力从12291.30 kN增大至15862.50 kN,增幅为29.05%,波浪力周期有提前作用于桥塔的趋势;水流流速以梯度0.5 m/s从1.0 m/s增大至2.5 m/s,最大波浪力为15504.90~18719.90 kN,波浪力的增幅在26.14%~52.30%变化,流速2 m/s时波流耦合作用在波浪力中的最大占比达52.30%,波浪为主导因素;在流速2.5 m/s工况下考虑不同波浪重现期对波流耦合作用的影响,以0 a重现期考虑水流作用力波浪力幅值作为基准,100 a重现期波浪幅值增加了124.54%,从7750.81 kN增加至17403.98 kN,其波浪力作用周期特性发生明显改变。在设计跨海斜拉桥时,应充分考虑波流耦合作用的影响,以确保结构的安全性。 展开更多
关键词 高速铁路 跨海斜拉桥 波流耦合 波浪力 数值波浪水槽
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无背波波流水槽设计及纯流数值模拟
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作者 姚建均 唐瑞卓 +3 位作者 苏振兴 李英朝 刘原铭 闫宇坤 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第4期772-778,共7页
为了更好的模拟海洋环境,减少开发海上结构物与装备的成本与风险,本文设计了一种无背波波流水槽系统。通过理论设计计算和对比分析的方法,对水槽的计算模型进行纯流数值模拟,结果表明:无背波波流水槽的定常流区长14.5 m左右,涡量很少,... 为了更好的模拟海洋环境,减少开发海上结构物与装备的成本与风险,本文设计了一种无背波波流水槽系统。通过理论设计计算和对比分析的方法,对水槽的计算模型进行纯流数值模拟,结果表明:无背波波流水槽的定常流区长14.5 m左右,涡量很少,最大流速区在底面处,并且当流动速度增加时,自由面不受扰动。试验段位于16~20 m范围内,纵向速度均匀,上部速度符合设计要求,并具有模拟槽底流动的能力。当无背波造波装置处于最大过水深度时,随着进水口速度的增加,试验槽长度逐渐变短。该系统由消除了背波与液面干扰的影响。稳流区域长度约14.5 m、试验区为16~20 m附近区域且当无背波造波装置处于最大过水深度时,随着进水口速度的增加,试验段的长度逐渐变短。 展开更多
关键词 波流水槽 直冲型入水口 无背波造波机 液面干扰 纯流数值模拟 稳流区域 试验区 涉水深度
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风暴潮期间水位变化条件下的海堤越浪量研究 被引量:2
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作者 张旭 杨亚婷 《海洋预报》 北大核心 2025年第1期64-70,共7页
风暴潮期间的水位变化会引起海堤结构相对超高的动态变化,因此需要针对现有的恒定水位条件下越浪量计算公式进行改进。通过FLUENT软件模拟真实风暴潮水文条件下的越浪过程,分析变水位条件下波浪谱的变化特征;在此基础上,对现有的Eurotop... 风暴潮期间的水位变化会引起海堤结构相对超高的动态变化,因此需要针对现有的恒定水位条件下越浪量计算公式进行改进。通过FLUENT软件模拟真实风暴潮水文条件下的越浪过程,分析变水位条件下波浪谱的变化特征;在此基础上,对现有的Eurotop(2018)越浪量公式进行修正,建立了适用于变水位条件的相对等效超高越浪量计算公式,拓展了Eurotop(2018)公式的适用范围并提高了其计算精度。 展开更多
关键词 风暴潮 变水位 越浪量 数值模拟
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随机风-浪联合传播相干性数值研究
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作者 韦承勋 张志豪 +2 位作者 余松泽 王文静 李盛辉 《船舶力学》 北大核心 2025年第8期1211-1225,共15页
随机风、浪环境要素存在较强相干性,该相干性影响随机风-浪联合传播过程中脉动风速与波浪的同步性和强度,进而影响海上结构受随机风-浪联合作用的准确计算。为此,基于随机波浪和脉动风场CFD数值模拟方法,建立随机风-浪联合传播数值水槽... 随机风、浪环境要素存在较强相干性,该相干性影响随机风-浪联合传播过程中脉动风速与波浪的同步性和强度,进而影响海上结构受随机风-浪联合作用的准确计算。为此,基于随机波浪和脉动风场CFD数值模拟方法,建立随机风-浪联合传播数值水槽,开展一系列脉动风和随机波浪联合传播的数值模拟计算,基于数值结果分析探究风速位置高度、波浪有效波高、波浪谱峰频率和基本风速等因素对风、浪之间相干效应的影响特性及影响规律。依据这些因素的影响特性,研究提出联合传播过程中随机风-浪相干值计算函数,并依据各类影响因素变化条件下的系列数值结果拟合确定相干函数表达式中的各项参数,建立描述随机风-浪联合传播相干性计算函数公式。 展开更多
关键词 脉动风 随机波浪 风-浪联合 数值水槽 风-浪相干性 相干函数
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太湖底泥悬浮中营养盐释放的波浪水槽试验 被引量:85
18
作者 朱广伟 秦伯强 +5 位作者 张路 罗潋葱 孙小静 洪大林 高亚军 谢瑞 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期61-68,共8页
波浪水槽中研究了小波掀沙(波高8.77cm,波周期0.8s)和大波掀沙(波高12.31cm和13.29cm,波周期1.0s)对太湖沉积物悬浮及N、P营养盐释放的作用规律.结果显示:小波掀沙时,底泥并未发生大量悬浮,SS浓度最高时仅13.6mg/L;大波掀沙时,底泥大规... 波浪水槽中研究了小波掀沙(波高8.77cm,波周期0.8s)和大波掀沙(波高12.31cm和13.29cm,波周期1.0s)对太湖沉积物悬浮及N、P营养盐释放的作用规律.结果显示:小波掀沙时,底泥并未发生大量悬浮,SS浓度最高时仅13.6mg/L;大波掀沙时,底泥大规模悬浮,SS浓度最高达达245.2mg/L水体悬浮物、营养盐浓度变化滞后波高变化1h以上.当波高改变1h后,水体悬浮物、N、P营养盐浓度才改变到相应的平衡浓度.除总磷浓度显著提高外,小波掀沙对水体N、P浓度的影响很小,大波掀沙则显著提高了水体总氮、总溶解氮、总磷、总溶解磷、氨氮(NH4+-N)、溶解性活性磷(SRP),其中NH4+-N、SRP最大增幅达30%和20%.小波和大波掀沙过程中,水体溶解氧浓度均持续增加,掀沙2h后增高2mg/L,溶解性有机碳持续下降,2h后下降33%-51%.试验结果表明,掀沙过程中水体充氧及颗粒物的絮凝、吸附作用可能是限制NH4+-N、SRP浓度增高的重要因素之一. 展开更多
关键词 底泥 水体 总磷 太湖 悬浮物 营养盐浓度 溶解氧浓度 释放 解磷 磷浓度
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波浪扰动对太湖底泥磷释放影响模拟 被引量:27
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作者 丁艳青 朱广伟 +4 位作者 秦伯强 王永平 吴挺峰 申霞 洪大林 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期273-278,共6页
为揭示波浪扰动对湖泊底泥磷释放的影响,在波浪水槽中模拟了不同波高情况下扰动对水体、水土界面、底泥间隙水的磷、溶解氧等的影响。结果显示,在大波扰动下,沉积物大量悬浮,水体总磷随之增加,溶解性磷增加却不显著;波浪扰动显著增加了... 为揭示波浪扰动对湖泊底泥磷释放的影响,在波浪水槽中模拟了不同波高情况下扰动对水体、水土界面、底泥间隙水的磷、溶解氧等的影响。结果显示,在大波扰动下,沉积物大量悬浮,水体总磷随之增加,溶解性磷增加却不显著;波浪扰动显著增加了水体和沉积物界面的溶解氧浓度,并增加了溶解氧在沉积物的侵蚀深度;波浪扰动降低了沉积物表层10 cm内间隙水中的磷浓度,而10 cm以下沉积物中间隙水中磷浓度基本保持不变。研究表明,波浪扰动可迅速增加水体中颗粒态的营养盐,但是对于溶解态营养盐,尤其是水体中活性磷浓度的影响,则受沉积物性质、水-沉积物间隙水磷浓度差,以及水-沉积物中氧含量等多方面因素的影响。 展开更多
关键词 浅水湖泊 波浪扰动 波浪水槽 磷释放 沉积物 反应活性磷 溶解氧
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波浪作用下黄河口粉土液化与“铁板砂”形成机制的模拟试验研究 被引量:20
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作者 张民生 刘红军 +2 位作者 李晓东 贾永刚 王秀海 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期3347-3351,3356,共6页
通过室内水槽试验,观测波浪作用下土体产生的振荡现象,分析土体内孔隙水压力的变化及波浪作用后土体强度变化特征,研究了波浪荷载作用下黄河口粉土粒径粗化和"铁板砂"的形成过程。试验及讨论结果表明:在波浪作用下上层粉土体... 通过室内水槽试验,观测波浪作用下土体产生的振荡现象,分析土体内孔隙水压力的变化及波浪作用后土体强度变化特征,研究了波浪荷载作用下黄河口粉土粒径粗化和"铁板砂"的形成过程。试验及讨论结果表明:在波浪作用下上层粉土体大部分时间处于液化状态;由液化土形成的振荡土层与下部土层之间形成"W"型的滑动面,振荡土层的厚度随着波浪作用时间的增加而变小;细粒物质从振荡土层中的骨架中脱离进入水体中,并在土体表层形成一层以黏粒为主的絮凝状沉积物,其厚度随波浪作用时间的增加而增加,在土体停止振荡前达到最大值;土体液化是"铁板砂"形成的必要条件,而波浪引起的液化土体振荡则使"铁板砂"的形成成为可能。 展开更多
关键词 铁板砂 水槽试验 液化 黏粒层 孔隙水压力
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