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海洋工程波浪力学

胶州湾前湾围填海工程对其污染物输运影响的模拟研究

2013年

作者：王树青梁丙臣

本书以波浪理论和波浪作用力计算为重点，以典型的海洋工程结构为背景，系统地阐述线性波理论、非线性波理论、随机波理论以及不同尺度海洋工程结构物上波浪力的基本理论和计算方法。本书内容新颖，结合Matlab编程语言进行有关问题求解... 详细信息

ISBN: (数字)9787567002357

ISBN: (纸本)9787567002357

本书以波浪理论和波浪作用力计算为重点，以典型的海洋工程结构为背景，系统地阐述线性波理论、非线性波理论、随机波理论以及不同尺度海洋工程结构物上波浪力的基本理论和计算方法。本书内容新颖，结合Matlab编程语言进行有关问题求解，在章节内容上充分借鉴和吸收国内外相近教材的优点，重视结合工程实际问题来阐述理论的应用。

关键词：海洋工程波浪海洋动力学

来源：汇雅图书（南通市图书馆... 评论

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汇雅图书（南通市图书馆）

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海洋环境科学 2017年第1期36卷 29-36,42页

作者：张威唐军梁丙臣大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024 中国海洋大学工程学院山东青岛266100

采用ECOMSED和"干、湿"点法构建了胶州湾潮流的三维动边界数值模型。模型验证良好,可以较好地模拟胶州湾潮流场。利用所建模型模拟了前湾填海工程前后胶州湾潮流场。基于Lagrangian粒子追踪法,采用单个粒子及粒子群模拟了前湾填海工程... 详细信息

采用ECOMSED和"干、湿"点法构建了胶州湾潮流的三维动边界数值模型。模型验证良好,可以较好地模拟胶州湾潮流场。利用所建模型模拟了前湾填海工程前后胶州湾潮流场。基于Lagrangian粒子追踪法,采用单个粒子及粒子群模拟了前湾填海工程前后胶州湾污染物输运。对比工程前后污染物运动轨迹,分析了工程对胶州湾污染物输运的影响规律及范围。在此基础上,对胶州湾排污口的布置给出了参考建议。

关键词： ECOMSED 胶州湾围填海污染物粒子追踪

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渤海和黄海北部波高与周期联合分析

海洋与湖沼 2022年第4期53卷 990-998页

作者：李佳谦邵珠晓梁丙臣中国海洋大学工程学院山东青岛266100

分析波高与周期的联合分布特征对于海洋平台设计、海洋工程建筑等有着重要的意义。基于SWAN模型模拟的波浪后报数据对渤海和黄海北部1999~2018年的波浪特征进行了统计分析。分别对20年的波高和周期数据进行了统计分析,得到了研究区域20... 详细信息

分析波高与周期的联合分布特征对于海洋平台设计、海洋工程建筑等有着重要的意义。基于SWAN模型模拟的波浪后报数据对渤海和黄海北部1999~2018年的波浪特征进行了统计分析。分别对20年的波高和周期数据进行了统计分析,得到了研究区域20年有效波高和波周期的季平均值和最大值的区域分布特征。然后以散布图的形式刻画了整个区域20年波高和周期的联合分布特征。为了更深入地研究波高和周期的联合分布规律,选择了两个研究点A1和A2,A1在渤海内部相对近岸, A2在黄海北部深海区。统计结果表明,在A1和A2,波高与周期的联合分布特征较为相似,均呈现斜三角形的分布特征,然而大波高大周期的波浪却呈现不同的分布特征。最后,利用20年的波浪后报数据,在A1和A2点构建了有效波高和谱峰周期的联合概率模型,并采用IFORM法得到了50年、100年和200年重现周期的环境等值线,为研究海域海上结构物的可靠性设计提供了参考。

关键词：黄海北部渤海波浪特征分析波高周期联合分布

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荣喜近岸区波流耦合作用下的流场模拟

海洋科学 2009年第7期33卷 99-106页

作者：李昌良梁丙臣谢媛媛中国石油大学石油工程学院山东青岛266555 水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川大学四川成都610065 中国海洋大学工程学院山东青岛266100

一方面将波浪对底部剪切应力、表面拖曳力系数、辐射应力以及表面混合长度的影响引入至COHERENS。另一方面又将水动力模型COHERENS和第三代波浪模型SWAN耦合,使两模型能够随时互相交换水流、水位以及波浪信息,最终获得波流耦合模型COHER... 详细信息

一方面将波浪对底部剪切应力、表面拖曳力系数、辐射应力以及表面混合长度的影响引入至COHERENS。另一方面又将水动力模型COHERENS和第三代波浪模型SWAN耦合,使两模型能够随时互相交换水流、水位以及波浪信息,最终获得波流耦合模型COHERENS-SWAN并将其应用于荣喜近岸区波流共同存在情况下的波流作用模拟研究。计算所得的流速、流向和水位与实测数据吻合较好。

关键词：荣喜近岸区波生流波流耦合辐射应力

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近岸流对波浪传播影响的数值分析

海洋科学 2010年第5期34卷 73-78页

作者：谢媛媛梁丙臣马得培海洋石油工程(青岛)有限公司山东青岛266520 中国海洋大学工程学院山东青岛266100 宁德海事局福建宁德352100

使用近岸波浪模型SWAN计算存在沿岸流和离岸流时的近岸波浪传播。先设离岸流u=0m/s,模拟均匀、非均匀沿岸流的流速和梯度对波高传播的影响;再设沿岸流v=0.5m/s,模拟均匀、非均匀离岸流的流速和梯度对波能高传播的影响。从模拟中得到,近... 详细信息

使用近岸波浪模型SWAN计算存在沿岸流和离岸流时的近岸波浪传播。先设离岸流u=0m/s,模拟均匀、非均匀沿岸流的流速和梯度对波高传播的影响;再设沿岸流v=0.5m/s,模拟均匀、非均匀离岸流的流速和梯度对波能高传播的影响。从模拟中得到,近岸波浪传播受沿岸流、离岸流的流速和梯度影响时,波高的变化规律。

关键词：波浪传播沿岸流离岸流 SWAN

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不规则波越浪率计算的一个新公式

海洋通报 2008年第5期27卷 91-99页

作者：李昌良梁丙臣中国海洋大学工程学院山东青岛266100

对美国《海岸防护手册》(SPM)中估计不规则波浪下越浪率的计算公式作了分析并对其不足进行了改进,提出利用规则波越浪率来计算不规则波作用下越浪率的一个新的公式。认为当建筑物堤顶高程(从静水面算起)为零时,越浪率不仅与波高有关,波... 详细信息

对美国《海岸防护手册》(SPM)中估计不规则波浪下越浪率的计算公式作了分析并对其不足进行了改进,提出利用规则波越浪率来计算不规则波作用下越浪率的一个新的公式。认为当建筑物堤顶高程(从静水面算起)为零时,越浪率不仅与波高有关,波速也是一个重要的影响因素,SPM法的假定不符合实际的工况,导致SPM法不是低估就是高估了越浪率的大小。通过数值模拟,将新改进的公式与SPM法、实验数据、以及经验公式作了对比,表明新公式是比较合理的,其计算结果可以作为工程设计的参考依据。

关键词：越浪率 weibull分布不规则波破碎参数波浪爬高

高浓热盐水在胶州湾潮流作用下的输移扩散规律研究

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2008年第6期38卷 1029-1034页

作者：武雅洁梅宁梁丙臣中国海洋大学工程学院山东青岛266100

水电联产已经成为目前大型海水淡化工程的主要建设模式,然而海水淡化过程产生的高浓热盐水直接排海对受纳水体的污染是1个有待解决的重要问题。为建立一个能够较准确地模拟高浓热盐水排入海洋中的输移扩散情况的三维数学模型,用来预测... 详细信息

水电联产已经成为目前大型海水淡化工程的主要建设模式,然而海水淡化过程产生的高浓热盐水直接排海对受纳水体的污染是1个有待解决的重要问题。为建立一个能够较准确地模拟高浓热盐水排入海洋中的输移扩散情况的三维数学模型,用来预测高浓热盐水进入海洋水体后经湍动混合与输移扩散后的时空分布特性,揭示高浓热盐水在潮流作用下的运动及演变规律,进而对排放影响作出分析判断。采用文中建立的数学模型对胶州湾西岸的某电厂高浓热盐水表面排海问题进行数值模拟,研究表明该模型较好地模拟和复演了胶州湾的潮流场和高浓热盐水输移扩散情况,规则半日潮流对浓盐水的输移扩散起着决定性作用,通过比较不同排放口底层温度升高和盐度升高等值线包络面积得出较合理的排放口选址。该模型为合理布置水电联产设备的取水口和排放口位置提供了有效途径,为沿海水电联产产物浓盐水排放后对近海水域的环境污染控制具有一定的实际意义和理论价值。

关键词：高浓热盐水输移扩散 COHERENS模型温盐分布数值模拟

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黄河三角洲区域的波流相互作用数值分析

海洋科学 2010年第9期34卷 64-69,101页

作者：张敬杨利利谷学准梁丙臣中国海洋大学工程学院山东青岛266100 海洋石油工程(青岛)有限公司山东青岛266520

将三维水动力-生态模式COHERENS与第三代波浪模式SWAN结合起来,采用该耦合模式数值计算了黄河三角洲的波浪特征波高与特征周期情况,从而探讨水流和波动水位对波浪特征波高和特征周期计算结果的影响。总的说来特征波高、特征周期、流速... 详细信息

将三维水动力-生态模式COHERENS与第三代波浪模式SWAN结合起来,采用该耦合模式数值计算了黄河三角洲的波浪特征波高与特征周期情况,从而探讨水流和波动水位对波浪特征波高和特征周期计算结果的影响。总的说来特征波高、特征周期、流速的计算结果与观测值吻合得较好,说明了COHERENS模式和SWAN模式相结合而成的波流耦合模式能够较好地计算黄河三角洲地区的流场与浪场情况。研究这些动力因素的机制和时空变化规律,对于研究海岸、河口的泥沙运动,海岸侵蚀的机理,合理开发利用自然资源,防止海洋灾害具有十分重大的意义。

关键词： COHERENS模式 SWAN模式黄河三角洲波流耦合

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水流强度对淹没式单桩局部冲刷特性影响研究

河海大学学报(自然科学版) 2023年

作者：杜升涛王超琳杨博王振鲁梁丙臣中国海洋大学工程学院宁波大学土木工程与地理环境学院中国海洋大学山东省海洋工程重点实验室

为研究不同水流强度作用下淹没式方桩的局部冲刷特性及流场变化，开展了非均匀沙条件下的桩基局部冲刷试验，分析了桩周的冲刷地形、冲刷深度变化规律；利用OpenFOAM对不同水流强度下的桩周流场进行了模拟，讨论了桩前马蹄涡、桩周回流... 详细信息

为研究不同水流强度作用下淹没式方桩的局部冲刷特性及流场变化，开展了非均匀沙条件下的桩基局部冲刷试验，分析了桩周的冲刷地形、冲刷深度变化规律；利用OpenFOAM对不同水流强度下的桩周流场进行了模拟，讨论了桩前马蹄涡、桩周回流和下降水流的分布特点。结果表明：在清水冲刷条件下，桩周的冲刷坑深度、沙丘高度和受冲刷影响区域大小均随水流强度的增大而增大。在平衡冲刷地形下，高水流强度冲刷后桩周流动更加复杂，冲刷坑内流场的紊动更强。当水流强度接近1.0时，粗颗粒泥沙对细颗粒的屏蔽效应在一定程度上影响桩周最大冲刷深度。

关键词：局部冲刷水流强度模型试验 OpenFOAM 流场特性