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T型透空式防波堤消波性能分析

T型透空式防波堤消波性能分析

作者：黄璐大连理工大学

学位级别：硕士

透空式防波堤与传统的座底式防波堤相比,改变了材料在水深方向上分布的不合理性,具有造价低廉、修建迅速、受地质条件影响小等优点,且能保证掩护水域内外海水的交换,因而,透空式防波堤在具有广阔的应用前景。目前,关于透空式防波堤的结... 详细信息

透空式防波堤与传统的座底式防波堤相比,改变了材料在水深方向上分布的不合理性,具有造价低廉、修建迅速、受地质条件影响小等优点,且能保证掩护水域内外海水的交换,因而,透空式防波堤在具有广阔的应用前景。目前,关于透空式防波堤的结构型式和水动力特性的研究工作取得了较大的进展。其中,一种由竖直和水平挡板组成的T型透空式防波堤结构逐步引起人们的关注。基于线性波浪理论,本文对T型透空式防波堤对波浪的反射和透射作用开展了理论分析工作。通过特征函数展开法,由速度势和速度势的连续条件,推导得出了波浪对结构作用的解析表达式,并将计算结果与已有的相关理论结果进行对比,结果吻合良好。同时,在物理水槽中,进行了规则波浪与结构作用的二维模型试验,对结构对波浪的反射系数、透射系数和作用在结构上的波浪压力进行了观测,试验数据结果与理论计算结果较为吻合。对物理模型试验结果进行分析,可以得出,结构对波浪有一定的消波作用,结构在出水情况下的消波效果比淹没情况好。结合试验数据,通过理论分析对结构的消波性能开展了深入分析,对影响结构消波效果的因素(诸如水平板厚度和淹没深度,竖直板厚度和高度等)进行了探讨。对于T型淹没透空式结构,水平板的潜深对其消波性能影响显著,而竖直板的高度和厚度对消波性能的影响十分有限。对于T型出水透空式结构,水平板的吃水深度对其消波性能影响显著,竖直板的高度和厚度对其消波性能也有较大影响。

关键词： T型透空式防波堤物理模型试验消波性能波压力

基于Savonius型桨叶的柔性防波堤的消波性能研究

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基于Savonius型桨叶的柔性防波堤的消波性能研究

作者：鲍灵杰安徽理工大学

学位级别：硕士

柔性防波堤是一种比较切实可用的海洋基础设施,本文研究的柔性防波堤主要被用来抵御波浪,保护大围网养殖,对于智慧海洋牧场建设及深远海养殖具有深远意义。该柔性防波堤在原有的主要用于消波功能的基础上,布置安装了Savonius型桨叶,强... 详细信息

柔性防波堤是一种比较切实可用的海洋基础设施,本文研究的柔性防波堤主要被用来抵御波浪,保护大围网养殖,对于智慧海洋牧场建设及深远海养殖具有深远意义。该柔性防波堤在原有的主要用于消波功能的基础上,布置安装了Savonius型桨叶,强化了消波性能,添加了捕能功能。相对于传统的坐底式防波堤,同样具有制造简单,成本不会随着水深的增加而增加成本,并且具有方便安装及易于迁移的特点,方便维修及多次利用,不会对环境造成污染和影响生态环境。本文针对大围网养殖需求,对柔性防波堤的结构及波浪作用下的捕能消波情况进行研究。主要研究点如下所示:1.应用STAR-CCM+软件,根据边界造波法原理及阻尼消波原理,建立柔性防波堤的粘性三维数值水槽,采用湍流模型,重叠网格技术,六自由度运动模型,VOF自由液面捕捉技术在计算域内进行气液两相流计算,为基于Savonius型桨叶的柔性防波堤结构研究提供新的研究思路。2.根据STAR-CCM+的数值模拟情况,设计并制造基于Savonius型桨叶的柔性防波堤,桨叶采用了不锈钢铁链悬挂于双浮管浮体下,既减轻了柔性防波堤在波浪作用下的振荡,又提高了柔性防波堤的稳定型,防止因结构绞死而出现的侧翻。Savonius型桨叶采用密度略小于水的HDPE材料,减小了 Savonius型桨叶在水中的惯性矩。3.提出了基于Savonius型桨叶的柔性防波堤的方案,在数值模拟和物理实验的比较下,选择适合Savonius型桨叶捕能和整体柔性防波堤能够消波的桨叶布置形式。结果证明,柔性防波堤在能够自供能捕能的情况下,桨叶并列布置形式的柔性防波堤具有更好的消波性能,主要是由于该桨叶布置方式很好地改变了水体流动结构,更好地达到了耗能消波的目的。4.对于Savonius型桨叶的柔性防波堤结构参数进行了优化研究,从相对间距,相对深度,波陡三方面研究柔性防波堤在捕能情况下的消波性能。结果表明,当波浪周期与桨叶转动周期相近时,具有很好的捕能效果。对于波浪周期对柔性防波堤的透射系数的研究,通过物理实验得知,随着波陡的增加,Savonius型桨叶的捕能性能提高,而在捕能性能提高的同时,消波性能反而呈下降的趋势。图[67]表[7]参[74]

关键词： Savonius型桨叶柔性防波堤消波性能

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新型浮筏式防波堤消波性能试验研究

水道港口 2019年第2期40卷 150-157页

作者：葛聪王国玉张琪赵银林大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室大连116024

基于利用水下斜坡促进波浪破碎,进而衰减波浪的理论,文章提出一种由钢筋笼和水囊组成的筏式浮式防波堤结构,并通过物理模型试验,对规则波作用下浮式防波堤的消波性能进行了研究。试验中观测了浮式防波堤迎浪侧和背浪侧波面的变化过程,... 详细信息

基于利用水下斜坡促进波浪破碎,进而衰减波浪的理论,文章提出一种由钢筋笼和水囊组成的筏式浮式防波堤结构,并通过物理模型试验,对规则波作用下浮式防波堤的消波性能进行了研究。试验中观测了浮式防波堤迎浪侧和背浪侧波面的变化过程,并分析得到了防波堤对波浪的反射系数、透射系数以及能量衰减系数随着相对宽度的变化关系,探讨不同入射波浪条件下,结构的前端相对入水深度和相对倾斜宽度等参数对其消波性能的影响。研究结果表明,在防波堤宽度大于一倍波长时,透射系数可小于0.6,并且在试验范围内,增加结构迎浪侧的相对倾斜宽度可改善结构的消波性能。

关键词：浮式防波堤前端相对入水深度相对倾斜宽度消波性能模型试验

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箱型浮式防波堤消波性能研究

水道港口 2016年第5期37卷 502-507页

作者：张昊邓涛中交第四航务工程勘察设计院有限公司广州510230

基于势流理论,采用线性波假设和特征函数展开匹配法求解了箱型浮式防波堤的绕射和辐射问题。为提高收敛性,在流域Ⅱ中特征函数采用两双曲正(余)弦函数相除的形式。研究了浮堤宽度,吃水,重心位置和锚链预张力对箱型浮式防波堤透射系数的... 详细信息

基于势流理论,采用线性波假设和特征函数展开匹配法求解了箱型浮式防波堤的绕射和辐射问题。为提高收敛性,在流域Ⅱ中特征函数采用两双曲正(余)弦函数相除的形式。研究了浮堤宽度,吃水,重心位置和锚链预张力对箱型浮式防波堤透射系数的影响。计算结果表明,增加箱型浮堤的宽度和吃水可以减小透射系数。重心位置对箱型浮堤消波性能的影响很小,在相当大的范围内变化重心的垂向位置,透射系数几乎没有变化。锚链预张力并不是越大越好,在入射波波长较长的区间内,增加预张力可减小透射系数,在波长较短的区间内,增加预张力反而会使透射系数增大。

关键词：浮式防波堤势流理论特征函数消波性能

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防波林的消波性能

水利学报 1966年第2期 49-52页

作者：章家昌南京水利科学研究所

造林事业与水利工程相结合的方法,远在明代已被我国劳动人民所采用。用建造防波林的方法来保护近岸带防护建筑物的士工结构部分或天然岸坡,除了能削弱波浪的破坏能力外,还可节省投资.从总投资来看,一般造防波林的费用仅占木石料投资的1... 详细信息

造林事业与水利工程相结合的方法,远在明代已被我国劳动人民所采用。用建造防波林的方法来保护近岸带防护建筑物的士工结构部分或天然岸坡,除了能削弱波浪的破坏能力外,还可节省投资.从总投资来看,一般造防波林的费用仅占木石料投资的1/20左右.另外防波林还可作工业或手工业原料,每年可以收益,也可绿化堤坊,美化环境.因此,近年来,这个问题已引起了人们很大的注意.

关键词：消波性能树冠消波系数波林

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数值波浪水槽末段孔隙结构消波性能的研究

港工技术 2012年第5期49卷 1-4页

作者：李世森江鸣天津大学建筑工程学院天津300072

基于Flow3D有限差分求解程序建立数值波浪水槽模型,造波段采用线性波浪理论生成周期表面波,末段采用沿水槽纵轴方向具有渐变垂向孔隙率的孔隙结构以消除反射波,研究结果表明该孔隙结构对规则波具有良好而稳定的消波效果。通过"三点法"... 详细信息

基于Flow3D有限差分求解程序建立数值波浪水槽模型,造波段采用线性波浪理论生成周期表面波,末段采用沿水槽纵轴方向具有渐变垂向孔隙率的孔隙结构以消除反射波,研究结果表明该孔隙结构对规则波具有良好而稳定的消波效果。通过"三点法"入、反射波分离程序求解波浪的反射系数,探讨各方向孔隙率、消波段末端孔隙模块的垂向孔隙率、孔隙结构等分份数、消波装置的总长度等因素对消波性能的影响,寻求消波性能最佳的参数组合。

关键词：数值波浪水槽孔隙结构垂向孔隙率消波性能反射系数规则波

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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几种浮式防波堤消波性能数值分析

几种浮式防波堤消波性能数值分析

中国海洋学会2013年学术年会第14分会场海洋装备与海洋开发保障技术发展研讨会

作者：宋宪仓王树青中国海洋大学工程学院

在海洋资源的开发中,浮式防波堤作用和优点受到越来越多的关注,已成为海洋工程装备中重要的组成部分。本文利用Flow3D软件,对几种不同结构型式浮式防波堤的消波性能进行了数值分析研究。考虑了方箱型、型结构、方箱-水平板型结构、Y-型... 详细信息

在海洋资源的开发中,浮式防波堤作用和优点受到越来越多的关注,已成为海洋工程装备中重要的组成部分。本文利用Flow3D软件,对几种不同结构型式浮式防波堤的消波性能进行了数值分析研究。考虑了方箱型、型结构、方箱-水平板型结构、Y-型结构、A-frame型结构,在相似条件下行了消波性能的数值计算。结果表明不同结构的消波效果存在着很大的差异,Y-型结构的性能最优,方箱型结构的性能最差,其他三种结构介于两者之间。

关键词：浮式防波堤 Flow3D 结构模型消波性能

来源： cnki会议评论

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含植物四脚空心块斜坡消浪性能试验研究

水动力学研究与进展（A辑） 2024年第1期39卷 73-80页

作者：胡淼兰立伟闫银旺杨亚菲罗敏冯兴亚浙江省水利防灾减灾重点实验室杭州310020 浙江省水利河口研究院杭州310020 浙江广川工程咨询有限公司杭州310020 南方科技大学海洋科学与工程系深圳5180055 浙江大学海洋学院舟山310058

该文通过几何缩尺比水槽试验,对比波浪在光滑斜面、四脚空心块斜面和含植物四脚空心块斜面三种斜面上的爬高,研究了不同斜坡的消浪性能,测试了不同波浪周期和波高条件下波浪在斜坡面上的爬升水动力特性和最大爬高变化规律。试验结果表明... 详细信息

该文通过几何缩尺比水槽试验,对比波浪在光滑斜面、四脚空心块斜面和含植物四脚空心块斜面三种斜面上的爬高,研究了不同斜坡的消浪性能,测试了不同波浪周期和波高条件下波浪在斜坡面上的爬升水动力特性和最大爬高变化规律。试验结果表明:在四脚空心块中种植植物可减小波浪对护面块体的直接冲击,降低波浪爬高,对四脚空心块斜坡面的消波性能起到了一定提升作用;在不同斜坡上,无论在规则波还是不规则波条件下,最大波浪爬高与波高均表现出较好的线性关系;在光滑斜面和四脚空心块斜面上,试验所得平均糙渗系数与设计规范中建议的系数基本吻合;根据波浪爬高随波高的变化发现,光滑斜面的变化趋势最陡,块体斜面次之,植物块体斜面最平缓,反映了三种斜坡面糙渗系数的差异;固定浪高情况下,在试验考虑的周期范围内,波浪爬高在三种斜坡面上均随周期的增大而增大,但其增幅并不明显。

关键词：消波性能四脚空心块波浪爬升生态海堤