短周期规则波浪在透水鱼礁型潜堤群上的传播特性

作     者：郑宇华 匡翠萍 韩雪健 马悦 ZHENG Yuhua;KUANG Cuiping;HAN Xuejian;MA Yue

作者机构：同济大学土木工程学院上海200092 自然资源部第二海洋研究所浙江杭州310012 河北科技师范学院海洋科学研究中心河北秦皇岛066004 

出 版 物：《同济大学学报（自然科学版）》 (Journal of Tongji University:Natural Science)

年 卷 期：2024年第52卷第8期

页      面：1227-1237页

核心收录：

学科分类：081505[工学-港口、海岸及近海工程] 080704[工学-流体机械及工程] 080103[工学-流体力学] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 081502[工学-水力学及河流动力学] 0815[工学-水利工程] 0824[工学-船舶与海洋工程] 0814[工学-土木工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发计划(2022YFC3106205) 国家自然科学基金(41976159,41776098) 

主　　题：鱼礁型潜堤 光滑粒子流体动力学 布拉格反射 波生流 

摘      要：为探究系列以周期性分布的单排透水鱼礁型潜堤群对波浪传播变形以及波生湍流场的响应特性,通过水槽试验和数值模拟,对短周期规则波作用下不同间距布设的鱼礁型潜堤群波浪传播特性展开了研究。试验测定了短周期入射波况下无间距鱼礁型潜堤群的波面高度及其变化过程,波浪在发生浅水变形后波能耗散波高显著减小,但由于堤顶淹没水深较大波浪仍保持准对称性的正弦波形态向前传播。基于光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamic,SPH)方法建立了验证后的二维无反射数值波浪水槽,模拟了间距比为0.5~3.0的鱼礁型潜堤群的波浪传播过程。数值结果表明:鱼礁型潜堤群的间距对波浪反射影响非常大,各工况下鱼礁型潜堤群的反射系数均大于0.75;透射系数总体上随着间距比的增大而减小。特别地,当间距比为2.5时,堤顶波高骤升,反射系数达到最大,透射系数几乎最小,这是由于波浪与鱼礁型潜堤群发生了同频共振的布拉格反射效应,此时迎浪堤上方的上涌流范围和流速也达到最大。