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圆筒框架型漂浮式防波堤的消波性能研究

中国造船 2022年第5期63卷 197-205页

作者：袁培银赵宇重庆交通大学重庆400074

应用CFD方法和黏性计算流体动力学软件建立数值波浪水槽,研究浮式防波堤的消波性能、运动响应特性和透射系数变化规律。计算结果表明,浮式防波堤的透射系数随宽长比增大呈先减小后增大的趋势,而随着吃水型深比和型深的增大呈逐步减小的... 详细信息

应用CFD方法和黏性计算流体动力学软件建立数值波浪水槽,研究浮式防波堤的消波性能、运动响应特性和透射系数变化规律。计算结果表明,浮式防波堤的透射系数随宽长比增大呈先减小后增大的趋势,而随着吃水型深比和型深的增大呈逐步减小的趋势。数值模拟方案具有较高的参考价值,可为浮式防波堤设计提供理论基础。

关键词：浮式防波堤消波性能透射系数运动响应

单向式、穿廊式坑道中温压炸药爆炸冲击波消波性能及机理

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兵工学报 2023年第S01期44卷 26-40页

作者：纪玉国张国凯李干邓树新徐天涵姚箭李杰王明洋何勇南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾全国重点实验室江苏南京210007

依托自主搭建的坑道试验平台,开展了温压炸药在单向式和穿廊式坑道的爆炸试验。综合冲击波超压、正压时间和比冲量3项参数,研究了两种坑道中的冲击波传播规律,分析了坑道构型对波形演化及消波性能的影响,阐释了消波差异的形成机理。结... 详细信息

依托自主搭建的坑道试验平台,开展了温压炸药在单向式和穿廊式坑道的爆炸试验。综合冲击波超压、正压时间和比冲量3项参数,研究了两种坑道中的冲击波传播规律,分析了坑道构型对波形演化及消波性能的影响,阐释了消波差异的形成机理。结果表明,在单向式和穿廊式坑道中,冲击波由支坑道进入主坑道后会在坑道迎爆面和背爆面产生多种相互作用,形成多峰波形。单向式坑道比冲量较直通式坑道没有明显差异,堵口爆炸和口内爆炸的转弯超压系数分别为1和1.2。穿廊式坑道较直通式坑道有了明显的消减效果,消波后的转弯超压系数和转弯冲量系数均约为0.6。单向式和穿廊式坑道中的冲击波消减效果差异源于冲击波到达主、支坑道连通位置后的传播路径差异。

关键词：温压炸药单向式坑道穿廊式坑道波形演化消波性能

多刚体组合式新型浮式防波堤消波性能数值模拟分析

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中国造船 2023年第5期64卷 235-248页

作者：崔杰李柏阳陈鑫孙成尧江苏科技大学船舶与海洋工程学院镇江212100 中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011

为提高浮式防波堤的消波性能,在传统方箱型浮式防波堤的基础上,提出了基于多体耦合运动理论的新型浮式防波堤构型。基于有限体积法建立浮式防波堤消波性能数值计算模型,并通过模型试验验证了数值计算方法的准确性。在此基础上,对规则波... 详细信息

为提高浮式防波堤的消波性能,在传统方箱型浮式防波堤的基础上,提出了基于多体耦合运动理论的新型浮式防波堤构型。基于有限体积法建立浮式防波堤消波性能数值计算模型,并通过模型试验验证了数值计算方法的准确性。在此基础上,对规则波作用下不同多体耦合的新型浮式防波堤构型进行数值模拟,分析其水动力性能及消波性能。数值结果表明,新型浮式防波堤内部的多体耦合运动加剧了入射波能量的耗散,使得其消波性能比传统方箱型浮式防波堤更加优良,新型浮式防波堤的横荡、横摇和垂荡幅值也小于方箱型浮式防波堤,同时得到了多刚体铰接组合式防波堤中铰接刚体数量对其消波性能的变化规律,为浮式防波堤设计及工程应用提供技术支撑。

关键词：浮式防波堤水动力性能多体耦合消波性能透射系数

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消浪导流型人工鱼礁的消波性能研究

水动力学研究与进展（A辑） 2023年第4期38卷 586-598页

作者：孙明波林军张清雨章守宇刘洪生王欣欣上海海洋大学海洋生态与环境学院上海201306 上海海洋大学海洋牧场工程技术研究中心上海201306 自然资源部海洋生态监测与修复技术重点实验室上海200137 中国海洋大学水产学院青岛266003

为探究不同礁体数量、不同单位鱼礁礁距和不同开口比对消浪导流型人工鱼礁消波性能的影响,该文采用计算流体力学方法(computational fluid dynamics,CFD),利用大涡模拟(LES)对不同礁体组合进行三维波浪数值模拟,并以波浪透射系数和波能... 详细信息

为探究不同礁体数量、不同单位鱼礁礁距和不同开口比对消浪导流型人工鱼礁消波性能的影响,该文采用计算流体力学方法(computational fluid dynamics,CFD),利用大涡模拟(LES)对不同礁体组合进行三维波浪数值模拟,并以波浪透射系数和波能耗散率等指标分析了消波性能;选取消波效果较好的一种礁型增设其内部阻流板等结构,并以上升流体积和背涡流体积等指标为流场效应进行了分析。结果显示,利用FLOW-3D软件造波具有良好的稳定性和持续性。随着鱼礁数量的增加,礁区相对波长的倍数随之增加,波浪透射系数呈现先快速降低后缓慢降低的趋势,其中A4礁体组合的透射系数Kt为0.33,消波效果较好;随着单位鱼礁间距的增大,波浪透射系数呈现先增加后降低直至平稳的趋势。对于顶板而言,随着开口比的增大波浪透射系数逐渐增加;而对于挡板开口而言,礁体在波浪传播方向上的透水性对波浪透射系数变化影响显著。研究表明,礁体数量的增加和单位鱼礁间距的减小对于提升礁体组合的消波效果作用明显;从节约成本和提升消波性能等因素考虑发现,采用顶部封闭和挡板一侧封闭的礁型设置最优。该研究结果可为滨海湿地和“滩涂型”海洋牧场等区域的鱼礁单体优化设计和礁体组合优化布局提供科学依据。

关键词：消浪导流型人工鱼礁消波性能波浪透射系数波能耗散率数值模拟

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翼板浮式防波堤消波性能

水运工程 2022年第9期 8-14,85页

作者：陈城陈新权杨启吕文亚上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交大海洋水下工程科学研究院有限公司上海200231

随着近年来海岸工程与海上作业对浮式防波堤的需求不断增加,提出了一种带翼板的新型浮式防波堤。基于三维势流理论,对翼板浮式防波堤的消波性能进行了计算分析,并与传统方箱式浮式防波堤进行对比。证明了在较长周期的波浪中,翼板浮式防... 详细信息

随着近年来海岸工程与海上作业对浮式防波堤的需求不断增加,提出了一种带翼板的新型浮式防波堤。基于三维势流理论,对翼板浮式防波堤的消波性能进行了计算分析,并与传统方箱式浮式防波堤进行对比。证明了在较长周期的波浪中,翼板浮式防波堤拥有更好的消波能力。翼板浮式防波堤截面参数对消波性能的影响表明:1)箱体宽度越大、吃水越深,防波堤消波效果越好;翼板长度越长、角度越小,最优消波效果对应的波浪周期越长。2)适当调整截面参数,可以使翼板浮式防波堤适应更多的海浪环境、增加更多的适用场景。

关键词：翼板浮式防波堤透射系数消波性能势流理论

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异型布局防波堤消波性能分析方法研究

异型布局防波堤消波性能分析方法研究

作者：赵帅江苏科技大学

学位级别：硕士

浮式防波堤作为一种新型防波堤结构,可作为水域的防浪掩护浮体。它具有环保,可迁移,工程造价低等优势,吸引了越来越多的学者和工程界的研究兴趣。而当前对多模块浮式防波堤系统下的研究主要是对简单的直线型布局进行开展的,由于实际海... 详细信息

浮式防波堤作为一种新型防波堤结构,可作为水域的防浪掩护浮体。它具有环保,可迁移,工程造价低等优势,吸引了越来越多的学者和工程界的研究兴趣。而当前对多模块浮式防波堤系统下的研究主要是对简单的直线型布局进行开展的,由于实际海域中往往具有多个浪向,因此对适用于多个浪向消波的异型布局浮式防波堤进行设计,并对其相关性能进行探索研究具有重要的学术价值和工程应用前景。本文提出了一种浮式防波堤异型布局形式,并给出了浮式防波堤系泊设计方案,基于水动力学基础理论建立了异型布局浮式防波堤水动力响应及消波效果数值分析方法,以南海典型海域为例,给出了其设计示例,对其水动力响应及消波效果进行了数值分析,完成了水池试验方案设计。本文的主要研究内容包括:（1）基于目标海域海况以及环境条件,提出了U型布局浮式防波堤总布置方案设计,包括浮式防波堤系泊系统的方案设计以及相关设计参数,并且为了对比异型布局和直线布局浮式防波堤的水动力性能及消波性能,提出了直线型布局浮式防波堤的总布置方案,设计直线型布局与U型布局的总长一致,并给出了浮式防波堤不同布局形式下的设计方案示例,以便于对其相关性能展开研究。（2）针对U型布局以及直线型布局浮式防波堤设计方案,建立频域水动力性能分析方法,以提出的设计示例为数值算例,得到了两种布局下的附加质量、辐射阻尼和运动响应幅值算子等频域谱,并对数值计算结果进行对比分析可得出:U型布局在纵摇自由度下的附加质量及辐射阻尼较其他自由度更大;运动响应幅值算子上,两种布局下的数值在低频下较大,主要运动响应都出现在纵荡、横荡与横摇自由度下。（3）针对U型布局以及直线型布局浮式防波堤设计方案,建立时域水动力性能及消波效果数值分析方法,以提出的设计实例为数值算例,根据典型工况计算两种布局在横浪以及斜浪下的运动响应,透射系数以及系泊缆张力,并对数值计算结果进行对分析可得出:在斜浪工况下,U型布局的运动响应相较于直线型布局是稳定,且U型布局的消波效果较横浪有所提升,而直线型的消波效果则是有所下降,由此可见在斜浪作用下U型布局比直线布局有着更好的掩护性能。（4）针对数值计算结果,在U型布局与直线型布局水动力性能及消波效果数值分析方法的基础上,提出了异型布局浮式防波堤水动力模型试验方案设计,给出了试验测量内容,并基于相似理论,对模型主尺度,试验工况,系泊系统参数以及连接结构主尺度等按照1:40的相似比进行设计,给出试验中的测量系统以及测点布置,提出了数据处理方法,为后续的试验研究奠定基础。根据本文计算结果表明,本文提出的浮式防波堤U型布局设计方案,在不同浪向角情况下均满足消浪要求,且在斜浪条件下,其消浪效果较直线型布局更佳,证明了该设计方案的可行性,具有一定的工程意义。

关键词：异型布局浮式防波堤消波性能运动响应

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快速拼装式防爆墙消波性能试验研究

振动与冲击 2019年第15期38卷 239-244页

作者：葛涛曹洪瑞张志刚空军工程大学航空工程学院西安710038 陆军工程大学野战工程学院南京210007

通过炮弹静爆试验,对快速拼装式防爆墙的消波性能进行了研究。对比了不同比例爆距下防爆墙前后的冲击波超压峰值,提出了反映防爆墙消波能力的超压消波效应系数,并结合试验数据分析了比例爆距、比例墙高和墙后比例距离对消波性能的影响... 详细信息

通过炮弹静爆试验,对快速拼装式防爆墙的消波性能进行了研究。对比了不同比例爆距下防爆墙前后的冲击波超压峰值,提出了反映防爆墙消波能力的超压消波效应系数,并结合试验数据分析了比例爆距、比例墙高和墙后比例距离对消波性能的影响。结果表明:作用于防爆墙迎爆面的反射超压一般比墙后的最大绕射超压大一个数量级,比例爆距和墙后测点距离对绕射超压影响较大;有防爆墙时墙后冲击波超压明显低于无墙时自由场超压,防爆墙的消波效应可达50%以上;比例爆距和比例墙高共同影响防爆墙的消波性能,随着墙后比例距离的增大,消波效应系数逐渐减小。

关键词：爆炸力学防爆墙消波性能试验研究

套筒式防爆波活门消波性能仿真与设计优化研究

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防护工程 2022年第5期44卷 32-36页

作者：张晓辰王泓赵金龙张蓓魏亚星齐泽昊军事科学院国防工程研究院

以套筒式防爆波活门为研究对象，采用流固耦合有限元计算方法，得出了活门关闭过程中冲击波的传播规律和在活门前后的压力分布情况，对不同方案下的活门消波性能进行了对比验证。结果表明：活门强度和外活门质量对消波性能有着重要影响... 详细信息

以套筒式防爆波活门为研究对象，采用流固耦合有限元计算方法，得出了活门关闭过程中冲击波的传播规律和在活门前后的压力分布情况，对不同方案下的活门消波性能进行了对比验证。结果表明：活门强度和外活门质量对消波性能有着重要影响，与高强钢相比，采用陶瓷铝作为外活门材料，可将活门关闭时间缩短70%以上；在同一活门底座上设置两道消波措施可进一步削减泄入冲击波的能量，从而有效提高活门可靠性；在同等条件下，单排孔方案能够确保通风功能可靠恢复，其防护性能优于双排孔方案。

关键词：防爆波活门消波性能有限元流固耦合

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不同林相结构防浪林的消波性能计算

水利水电科技进展 2013年第6期33卷 40-43页

作者：张茂章宋正明安徽省怀洪新河河道管理局安徽蚌埠233000

为确定适用于淮河流域防浪林的林相结构,以已栽植的5种不同林相结构的防浪林为研究对象,分别选择南京水利科学研究院章家昌的消波性能经验公式和河海大学傅宗甫的柔性植物波高传递率公式作为乔木和灌木的消波计算公式,对5种不同林相结... 详细信息

为确定适用于淮河流域防浪林的林相结构,以已栽植的5种不同林相结构的防浪林为研究对象,分别选择南京水利科学研究院章家昌的消波性能经验公式和河海大学傅宗甫的柔性植物波高传递率公式作为乔木和灌木的消波计算公式,对5种不同林相结构防浪林的消波性能进行定量计算和理论分析。指出在淮河流域应因地制宜地选择防护林结构:在洪水起涨速率不快但高水位维持时间长的河道,宜选择单一乔木林相结构;在洪水期较长、单位时间水位涨幅缓慢、堤防整体抗冲能力薄弱的河道,宜选择复合林相的防浪林结构。

关键词：防浪林林相结构消波性能淮河流域