海啸波裹挟近海岸漂浮物运动特性模拟研究

作     者：方庆贺 郭中宇 袁文厅 陈再现 郭安薪 

作者机构：哈尔滨工业大学(威海)海洋工程学院 山东省高等学校土木工程结构与防灾实验室 内蒙古大学交通学院 哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室 

出 版 物：《工程力学》 (Engineering Mechanics)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：081505[工学-港口、海岸及近海工程] 07[理学] 0707[理学-海洋科学] 08[工学] 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] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2023YFB2604400) 国家自然科学基金面上项目(52178128) 山东省高等学校“青创团队计划”项目(2022KJ081) 

主　　题：海啸 漂浮物 光滑粒子流体动力学 溃坝波 漂浮物运动 

摘      要：海啸是威胁沿海建筑物安全的灾害之一，海啸涌波及其裹挟的部分漂浮物对沿岸建筑物产生冲击作用，造成更为严重的工程结构破坏，深入研究近岸海啸波作用下漂浮物的运动行为对近海岸建筑物防护具有重要意义。本研究采用光滑粒子流体动力学(SPH)方法，以溃坝波模拟近岸海啸波，对海啸波裹挟漂浮物的动态行为进行了数值模拟研究，探讨了不同条件下漂浮物的运动特性。研究结果表明：采用的SPH模型能够准确的模拟溃坝波，且在预测溃坝波中漂浮物的运动行为方面具有高度准确性和可靠性；在湿床面的条件下，圆柱体漂浮物的相对速度随着漂浮物相对密度的增加而减小，半径越大的漂浮物受相对密度影响越明显，溃坝波平均流速越大，漂浮物相对运动速度越高；在干床面的条件下，相对密度较低的圆柱体漂浮物在溃坝波的作用下具有更高的速度响应以及加速度响应。研究不仅有助于深入理解漂浮物在近岸海啸波中的运动行为特征，也为近海岸工程结构防漂浮物撞击提供了重要的理论支持。