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斜向波浪作用下接岸桥梁面板波浪力计算与模型试验

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中国港湾建设 2025年第2期45卷 46-53,61页

作者：孟艳秋童朝锋河海大学港口海岸与近海工程学院河海大学海岸灾害与防护教育部重点实验室江苏南京210024

跨海大桥与护岸相连接处面板受力复杂,国内外现行的港口或桥梁工程规范只给出了波浪正向入射时离岸结构物面板的波浪力计算公式,没有考虑斜向波浪入射以及护岸对面板波浪力的影响。以厦门某跨海大桥工程为例,通过开展物理模型试验,研究... 详细信息

跨海大桥与护岸相连接处面板受力复杂,国内外现行的港口或桥梁工程规范只给出了波浪正向入射时离岸结构物面板的波浪力计算公式,没有考虑斜向波浪入射以及护岸对面板波浪力的影响。以厦门某跨海大桥工程为例,通过开展物理模型试验,研究斜向波浪作用下桥梁与直立护岸相接处面板所受波浪力和波浪压强分布。结果表明对于接岸桥梁面板,斜向波作用下面板所受波浪最大上托力大于正向波浪最大上托力,约为3倍。斜向波传播到直立护岸时产生反射,波高增大,桥梁接岸处面板底部波浪压强显著增大,压强由接岸处向离岸端逐渐减小。比较物模实测结果和现行规范计算结果,分析各波浪力计算公式的适用性,为工程设计提供依据和参考。

关键词：波浪力跨海大桥斜向波直立护岸模型试验

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侧立孔板对浮体波浪散射及波浪力的影响机理

哈尔滨工程大学学报 2018年第11期39卷 1837-1842页

作者：乔卫亮段汶奇江东陈海泉封星孙玉清大连海事大学轮机工程学院辽宁大连116026 中国船级社烟台办事处山东烟台264000

为了探究侧立孔板对浮体波浪特性的影响,基于二维势流理论,利用分离变量法和函数正交特性,针对带有侧立透水孔板的浮式结构物,以解析解的形式建立了该浮式结构物水动力分析的无量纲理论计算模型。给出了纵荡、垂荡和纵摇三个方向上浮体... 详细信息

为了探究侧立孔板对浮体波浪特性的影响,基于二维势流理论,利用分离变量法和函数正交特性,针对带有侧立透水孔板的浮式结构物,以解析解的形式建立了该浮式结构物水动力分析的无量纲理论计算模型。给出了纵荡、垂荡和纵摇三个方向上浮体所受波浪力随入射波变化的曲线,分析了波浪反射系数和透射系数随波长变化的变化趋势,计算结果与现有研究成果吻合良好。研究结果表明:侧立透水孔板能够显著降低浮式结构物在纵摇方向上受到的波浪力矩,这对维持浮式平台的稳定性具有重要意义;侧立透水孔板还可以在一定的波长范围内减小波浪透射系数和提高波浪反射系数。

关键词：透水孔板浮式结构物波浪散射波浪力反射系数透射系数

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波浪力计算中高阶边界元的改进方法

哈尔滨工程大学学报 2012年第11期33卷 1321-1325页

作者：滕斌金瑞佳勾莹大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室

针对波浪与结构物作用问题,提出了一个取入射速度势作为辅助势求解简单线性方程组,从而得到主对角元素的新高阶边界元方法(HOBEM).较之Teng和Eatock Taylor的方法,不必引入满足刚性水面和海底条件的无穷级数形式格林函数,避免了数值计... 详细信息

针对波浪与结构物作用问题,提出了一个取入射速度势作为辅助势求解简单线性方程组,从而得到主对角元素的新高阶边界元方法(HOBEM).较之Teng和Eatock Taylor的方法,不必引入满足刚性水面和海底条件的无穷级数形式格林函数,避免了数值计算的复杂性.应用本方法对均匀圆柱和截断圆柱进行了计算,其计算时间和Teng和Eatock Tay-lor的方法几乎相同,计算结果较之更为精确,而且有着相同的收敛速度,此方法为计算波浪与结构物作用的计算开辟了一条新的途径.

关键词：波浪力高阶边界元固角系数奇异积分海洋结构物

差动和波浪力激励下海床-桩-墩-桥的地震弹塑性:原理、方法、程序与智能建模

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工程力学 2015年第6期32卷 133-140页

作者：柳国环练继建燕翔天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072 天津大学建筑工程学院天津300072

跨海大跨桥梁体系在地震作用下的弹塑性数值模拟涉及四个问题:1)海床(地基)-桩-墩-桥建立整体模型的合理性便捷性;2)地下地基位置多点地震动反演途径的有效性;3)波浪力和水动附加质量;4)无限域地基被有限域地基代替后,粘弹性人工透射边... 详细信息

跨海大跨桥梁体系在地震作用下的弹塑性数值模拟涉及四个问题:1)海床(地基)-桩-墩-桥建立整体模型的合理性便捷性;2)地下地基位置多点地震动反演途径的有效性;3)波浪力和水动附加质量;4)无限域地基被有限域地基代替后,粘弹性人工透射边界及其多源性。首先,阐述并指出了有无粘弹性人工透射边界下,土-结构体系地震差动输入模型的激励输入模式的本质区别;然后,提出了一种有效的地基位置具有空间变异性的地震差动反演途径,并据此成功开发了可视化程序MEMS_c(Multiple Earthquake Motions Simulation_c);进而,根据小尺度结构的波浪力及其频谱特性,开发了波浪力可视化计算程序WFS(Wave Force Simulation);最后,提出了弹性人工边界条件-地基-桩-墩-结构一体化的智能快速建模途径,并开发了可视化建模工具Foundation V2013.6,给出了图解说明。该文内容具有理论基础和实用性,为后续直接服务于工程提供了具体准备。

关键词：跨海大桥弹塑性多点地震动波浪力水动附加质量 MEMS_c 粘弹性人工边界

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近海岸桥梁下部结构波浪力分析

浙江大学学报（工学版） 2018年第12期52卷 2356-2364页

作者：郐艳荣齐梅兰李金钊北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 结构风工程与城市风环境北京市重点实验室北京100044

采用雷诺时均Navier-Stokes(RANS)方程和标准k-ε湍流模型建立波浪水槽,分别针对波浪只作用于下部桩基和波浪作用于整个下部组合结构2种工况,模拟分析波浪特性对波浪力的影响.结果表明:波浪入射角为0°时,近岸条件下各桩柱受力大于平床... 详细信息

采用雷诺时均Navier-Stokes(RANS)方程和标准k-ε湍流模型建立波浪水槽,分别针对波浪只作用于下部桩基和波浪作用于整个下部组合结构2种工况,模拟分析波浪特性对波浪力的影响.结果表明:波浪入射角为0°时,近岸条件下各桩柱受力大于平床,且前排桩柱受力随桩间距的增加而增加,后排桩柱受力随桩间距的增加而减小;群桩整体受力随波浪KC数和波高比成幂指数规律增加.桥梁下部组合结构整体所受波浪力随波浪入射方向变化较小,随KC数和波高比变化较大,最大增幅为704%;由于桥梁下部组合结构阻水宽度沿垂向变化显著,与KC数相比,波高比能更好地反映波浪特性对桥梁下部组合结构整体受力的影响.

关键词：波浪特性波浪力群桩桥梁下部组合结构近岸

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基于绕射理论的大尺度桥墩波浪力计算方法

西南交通大学学报 2018年第2期53卷 266-271页

作者：邓莎莎沈火明刘浪唐怀平西南交通大学力学与工程学院四川成都610031 四川省交通厅公路规划勘察设计研究院四川成都610041

为拓展MacCamy绕射理论在大尺度桥墩波浪力计算方面的适用性,采用数值与解析相结合的方法对大尺度桥墩波浪力的计算模式进行了研究.首先基于数值方法研究了波浪作用下截面尺寸及截面形状对桥墩惯性力系数的影响;然后引入绕射系数对Mori... 详细信息

为拓展MacCamy绕射理论在大尺度桥墩波浪力计算方面的适用性,采用数值与解析相结合的方法对大尺度桥墩波浪力的计算模式进行了研究.首先基于数值方法研究了波浪作用下截面尺寸及截面形状对桥墩惯性力系数的影响;然后引入绕射系数对Morison方程进行修正,提出了能够适用于大尺度结构物波浪力计算的修正Morison方程.研究结果表明:相比圆截面桥墩而言,方形截面桥墩的惯性力系数值下降更快,大尺度效应更加明显;通过引入绕射系数修正后的Morison方程用于计算大尺度圆形桥墩波浪力后与数值解更接近;纵向尺寸取0.2倍波长时能较好的计算大尺度方型桥墩波浪力.

关键词： Morison方程绕射理论波浪力流固耦合

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非完全淹没水平圆柱上波浪力特征的数值模拟

水科学进展 2019年第5期30卷 749-759页

作者：毛鸿飞陈洪洲广东海洋大学海洋工程学院广东湛江524088 东北电力大学建筑工程学院吉林吉林132012

为研究大波幅波浪作用下,非完全淹没水平圆柱所受波浪力的特征,基于黏性流理论采用有限体积法建立两相流数值波浪水槽模型,对不同波幅和圆柱垂向位置下非完全淹没水平圆柱所受波浪力进行了数值计算,并对波浪力和冲击力的特征进行了分析... 详细信息

为研究大波幅波浪作用下,非完全淹没水平圆柱所受波浪力的特征,基于黏性流理论采用有限体积法建立两相流数值波浪水槽模型,对不同波幅和圆柱垂向位置下非完全淹没水平圆柱所受波浪力进行了数值计算,并对波浪力和冲击力的特征进行了分析,讨论了冲击力与冲击速度的关系,结合经验计算公式拟合得到了冲击力系数。结果表明:波浪力的大小受波幅和圆柱垂向位置的影响比较显著,其影响机理与波浪场流体运动特性相关;冲击力的大小与冲击速度密切相关,而垂向冲击力在波浪力中起主导作用时,对应的最小预测冲击速度受圆柱垂向位置影响并不显著;不同圆柱垂向位置下冲击力系数随着波幅增大由分散性较强逐渐趋于集中。

关键词：水平圆柱波浪力冲击力非完全淹没数值模拟

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多个椭圆柱波浪力的一种解析解

力学学报 2021年第11期53卷 3157-3167页

作者：赵密龙彭振王丕光张超杜修力北京工业大学城建学部建筑工程学院北京100124 福州大学土木工程学院福州350116

波浪在大尺寸结构表面产生不可忽略的散射波,该散射波在多柱体体系中继续传播,并在同体系中的其他柱体上产生高次散射波.本文基于椭圆坐标系和绕射波理论首先推导了波浪作用下椭圆单柱体产生的散射波压力公式,随后考虑该散射波在多柱体... 详细信息

波浪在大尺寸结构表面产生不可忽略的散射波,该散射波在多柱体体系中继续传播,并在同体系中的其他柱体上产生高次散射波.本文基于椭圆坐标系和绕射波理论首先推导了波浪作用下椭圆单柱体产生的散射波压力公式,随后考虑该散射波在多柱体系中的传播,将其视为第二次入射波,推导出柱体上第二次散射波压力公式,同理可以推导出高次散射波压力公式,最后得到椭圆多柱体波浪力解析解,并用数值解验证了本文解析方法的正确性.本文以双柱体和四柱体体系为例,分析了不同参数(波数、净距、波浪入射角度等)下,高次散射波对柱体上波浪作用的影响.结果表明:波数较大的情况下,高次散射波引起柱体上的波浪力不能忽略;结构间距较大的情况下,虽然高次波的作用有减小的趋势但仍然明显;高次散射波来自多个柱体对入射波的散射,柱体数目的增加后,高次波的影响会增加,结构所受的高次波作用因参数变化而起的波动会变剧烈;高次波对上游柱体波浪力的贡献较对下游柱体的贡献大.

关键词：椭圆柱阵列波浪力多次散射波多柱体相互作用

双矩形浮子波能装置散射问题解析解及波浪力特性

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太阳能学报 2015年第5期36卷 1247-1252页

作者：王文胜游亚戈黄硕张亚群吝红军张运秋中国科学院广州能源研究所广州510640 中科院可再生能源重点实验室广州510640

基于特征函数展开法,求解线性入射波作用下双矩形浮子波能装置的散射问题,得出绕射速度势的一种新解析式,并由绕射势和入射势计算出波浪激励力。采用边界元数值方法对相同算例进行计算,结果可验证该文方法的正确性。研究探讨了双矩形浮... 详细信息

基于特征函数展开法,求解线性入射波作用下双矩形浮子波能装置的散射问题,得出绕射速度势的一种新解析式,并由绕射势和入射势计算出波浪激励力。采用边界元数值方法对相同算例进行计算,结果可验证该文方法的正确性。研究探讨了双矩形浮子波能装置浮子间距对浮子波浪力的影响。

关键词：波浪装置解析方法速度势波浪力