开孔板消能潜堤水动力特性的研究

作     者：谢璐琼 

作者单位：中国海洋大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘勇

授予年度：2013年

学科分类：081505[工学-港口、海岸及近海工程] 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] 

主      题：开孔板消能潜堤 反射系数 透射系数 波浪力 理论解 

摘      要：防波堤是保护海岸线、海岸结构，维护港池稳定的主要水工结构之一。传统的出水防波堤暴露在海平面以上，对沿岸景观造成破坏，影响美观。潜堤是一种重要的防波堤结构，它可以反射、耗散入射波能量，降低波浪对结构、岸线的破坏，且不影响海岸景观。目前，防波堤结构正向着透空式消能结构及多功能结构方向发展，如水平板开孔透空式防波堤、开孔沉箱、半圆形开孔防波堤等。将开孔沉箱的消浪概念应用于潜堤设计，提出一种消浪性能良好，实用性强，水体交换优良且不影响海岸景观的新型开孔板消能潜堤。 本文从物理模型试验和理论分析两方面来研究新型开孔板消能潜堤的水动力特性，深入分析了防波堤结构的反射系数、透射系数以及波浪力。 在中国海洋大学山东省海洋工程重点实验室的宽断面波流水槽中进行开孔板消能潜堤与规则波相互作用的物理模型试验，根据采集的数据分析了相对板间距B/L、相对水深d/L、前板开孔率ε以及相对波高H/d对开孔板消能潜堤反射系数、透射系数的影响。 对开孔板消能潜堤进行了理论分析，采用匹配特征函数展开法计算了开孔板消能潜堤的反射系数、透射系数以及波浪力，计算结果与已有理论和数值结果一致，与物理模型试验结果符合良好。通过算例分析，推荐如下最优的设计参数：d/h=0.1.2，B/L=0.3.4，ε=0.1.2。此时，开孔板消能潜堤的消浪性能相对较好，能达到透射系数、反射系数相对都较小，既保护了后方水域安全，同时也能降低了堤前的冲刷，能满足在实际工程中应用的要求。