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某跨海大桥人工岛越浪及防洪排涝能力验证

中国港湾建设 2024年第1期44卷 61-67页

作者：刘志远佟德胜中信缅甸(香港)控股有限公司北京100004 中交天津港湾工程研究院有限公司天津300222 中国交建海岸工程水动力重点实验室天津300222

为保证某跨海大桥在更恶劣极端气象条件下的安全性和可靠度,配合主体工程人工岛防洪排涝设施的设计工作,实施开展了两项波浪物理模型试验来对人工岛排水设施设计方案进行验证及优化。根据试验技术要求,在不同波浪要素、不同挡浪墙顶高... 详细信息

为保证某跨海大桥在更恶劣极端气象条件下的安全性和可靠度,配合主体工程人工岛防洪排涝设施的设计工作,实施开展了两项波浪物理模型试验来对人工岛排水设施设计方案进行验证及优化。根据试验技术要求,在不同波浪要素、不同挡浪墙顶高程和戗台宽度条件下,测定人工岛南、北两侧护岸顶部的越浪量、最大上水高度和人工岛漫滩情况,并对越浪排水设施的排水能力进行复核。研究中先后验证了南、北侧两护岸原设计方案在初始设计工况和更极端的补充复核工况波浪作用下能否满足越浪排洪的要求,并优化设计方案以满足更极端条件下的排水要求,为本项国家重点工程的设计提供了科学的试验研究依据。研究成果成功应用到了工程实践,在近几年数次超强台风侵袭下,工程未发生任何破坏,避免了人员伤亡和经济损失。

关键词：跨海大桥人工岛越浪防洪排涝物理模型试验台风

基于OpenFOAM的防浪墙越浪精细化模拟

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吉林水利 2024年第5期 18-22页

作者：陈衍顺福建省海洋预报台福建福州350003

针对福建省某渔港防波堤,基于开源软件OpenFOAM,建立模拟无反弧或反弧式防浪墙越浪过程的数值波浪水槽。通过对比不同防浪墙型式越浪量的数值计算和物理模型试验结果,验证了数学模型的准确性。结果表明:本模型可精细化地模拟反弧式防浪... 详细信息

针对福建省某渔港防波堤,基于开源软件OpenFOAM,建立模拟无反弧或反弧式防浪墙越浪过程的数值波浪水槽。通过对比不同防浪墙型式越浪量的数值计算和物理模型试验结果,验证了数学模型的准确性。结果表明:本模型可精细化地模拟反弧式防浪墙的堤顶越浪过程,可为类似渔港工程防波堤防浪墙的优化设计提供参考。

关键词：渔港反弧式防浪墙 OpenFOAM 越浪

基于OpenFOAM的港内波场数值模拟研究

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水运工程 2024年第2期 1-8页

作者：张彤黄哲田芳王登婷南京水利科学研究院江苏南京210029 河海大学水利水电学院江苏南京210098 河海大学海洋学院江苏南京210098

掌握港内的波高分布特征对港口布局建设意义重大,物理模型制模成本较高、过程较为复杂,相关的数值模拟大多仅考虑了由防波堤口门传播进来的波浪影响,而忽略了越浪作用。针对这些局限性,基于开源软件OpenFOAM,建立环抱形直立式防波堤的... 详细信息

掌握港内的波高分布特征对港口布局建设意义重大,物理模型制模成本较高、过程较为复杂,相关的数值模拟大多仅考虑了由防波堤口门传播进来的波浪影响,而忽略了越浪作用。针对这些局限性,基于开源软件OpenFOAM,建立环抱形直立式防波堤的三维数值波浪水池,将越浪与不越浪情况下的数值计算结果和物理模型试验结果进行比较,验证数值模型的准确性。结果表明:该模型能够较好地模拟堤顶越浪过程及港内波高分布情况,可用于优化港口布局的进一步研究。

关键词： OpenFOAM 三维数值水池越浪波高分布

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孤立波低顶海堤越浪的数值模拟研究

海洋工程 2023年第4期41卷 91-102页

作者：刘竹琴殷铭简赵西增罗敏浙江大学海洋学院浙江舟山316021 浙江海洋大学海洋工程装备学院浙江舟山316022

灾害性波浪是中国沿海地区最具破坏性的自然灾害之一。采用开源程序OpenFOAM中interFoam求解器,对低顶海堤(在风暴潮和海平面上升情况下所面临的不利工况)的孤立波越浪特性开展数值模拟研究。通过孤立波冲击海堤的基准算例,验证模型在... 详细信息

灾害性波浪是中国沿海地区最具破坏性的自然灾害之一。采用开源程序OpenFOAM中interFoam求解器,对低顶海堤(在风暴潮和海平面上升情况下所面临的不利工况)的孤立波越浪特性开展数值模拟研究。通过孤立波冲击海堤的基准算例,验证模型在模拟波浪爬升和越浪过程中大变形波面以及剧烈波浪力方面的精度。基于验证的数值模型,对孤立波在低顶海堤上的越浪特征以及防浪墙高度对越浪的影响开展参数化研究。结果表明堤顶超高减小导致更为剧烈的越浪。针对尚无低顶海堤孤立波越浪量经验公式的问题,提出新的适用于堤顶超高小或为0的孤立波越浪量经验公式。此外,研究发现增加防浪墙高度可有效减少越浪,但防浪墙所受的波浪力也增大。综合考虑防浪墙减少越浪以及自身所受波浪力,针对文中研究采用的海堤截面和波浪条件,建议无量纲防浪墙高度取为1.00。

关键词：越浪孤立波低顶海堤波浪力防浪墙

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防波堤及护岸越浪研究综述

水运工程 2022年第1期 19-26页

作者：刘二利耿宝磊齐作达宁波大榭招商国际码头有限公司宁波市大榭开发区D港区浙江宁波315812 交通运输部天津水运工程科学研究院港口水工建筑技术国家工程实验室工程泥沙交通行业重点实验室天津300456

近年来防波堤越浪方面的相关研究,分别在越浪影响因素、越浪量计算公式推导论证、越浪数值模拟与越浪量标准4个方面进行归纳总结。已有成果表明:1)越浪影响因素的研究多是集中于常规因素,包括波高周期,堤顶高程,坡肩宽度,护面块体,而对... 详细信息

近年来防波堤越浪方面的相关研究,分别在越浪影响因素、越浪量计算公式推导论证、越浪数值模拟与越浪量标准4个方面进行归纳总结。已有成果表明:1)越浪影响因素的研究多是集中于常规因素,包括波高周期,堤顶高程,坡肩宽度,护面块体,而对水流、风速、波浪谱以及水的性质等其他因素研究相对较少;2)越浪量计算公式研究中主要集中在影响越浪量因素和越浪量公式比选以及公式推导3个方面;3)在数值模拟方面,研究多以RANS方程、RNG k-ε的湍流模型、VOF方法为基础,运用FLUENT等成熟软件对越浪过程进行模拟或进行越浪量预测,神经网络等机器学习算法也越来越多地使用在越浪量的数值模拟中;4)随着以上研究的深入,越浪标准也开始逐步完善,适用性得到了一定加强。

关键词：越浪防波堤,护岸,综述

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弧形防浪墙斜坡堤越浪研究

弧形防浪墙斜坡堤越浪研究

作者：段岳浙江海洋大学

学位级别：硕士

我国江浙沿海地区多次发生超过海堤设计标准的台风灾害,使海堤因波浪越顶发生越浪而造成其严重破坏。海堤作为海岸防护的工程结构,是抵御极端波浪和风暴潮灾害十分重要的屏障,但海堤设计使其完全不发生越浪是不符合客观现实情况的,要综... 详细信息

我国江浙沿海地区多次发生超过海堤设计标准的台风灾害,使海堤因波浪越顶发生越浪而造成其严重破坏。海堤作为海岸防护的工程结构,是抵御极端波浪和风暴潮灾害十分重要的屏障,但海堤设计使其完全不发生越浪是不符合客观现实情况的,要综合考虑海岸地基安全性及施工经济性、时效性的前提下,目前我国海堤设计标准采用允许部分越浪的解决办法。因此,在海堤建设中对允许越浪量计算成为海堤设计的必要环节。斜坡堤作为海堤中最常见的海岸结构,在堤顶建设防浪墙是一种有效地防止越浪的方法,防浪墙能够有效地降低斜坡堤的对地基的压力、堤顶高程、大幅度缩短建设工期、降低工程造价等优点。本文通过物理模型试验和数值模拟对弧形防浪墙斜坡堤越浪进行研究,主要研究内容和结论如下:(1)在波浪水槽中建立斜坡堤模型,对弧形防浪墙和直立式防浪墙进行物理模型试验,探究墙顶超高、堤趾相对水深、防浪墙高度等影响因子对斜坡堤发生越浪产生越浪量的影响。所得结果显示越浪量随相对墙顶超高的增大呈现指数减少趋势,对墙顶超高变化敏感度较高,随着相对水深的减小呈现减少趋势。同等波浪条件下,对比直立式防浪墙与弧形防浪墙模型发生越浪,弧形防浪墙所产生越浪量明显较少。(2)基于软件FLUENT进行数值模拟计算,建立二维数值波浪水槽模型,通过验证波形和消波区的消浪性能良好,为不同结构斜坡堤数值模拟提供了可靠的基础。首先在数值波浪水槽中建立无防浪墙简单斜坡堤,数值模拟所得越浪量结果与前人通过物理模型试验所得结果对比,两者所得结果相对误差均小于17.3%,结果吻合性较好。考虑堤顶超高、堤前波高、波长、堤前水深、临海侧坡度对简单斜坡堤越浪量的影响,分析确定各因子与越浪量系数的定量关系。(3)建立设置弧形和直立式防浪墙的斜坡堤数值模型进行数值模拟试验,所得越浪量计算结果与本文物理模型试验值结果对比,两者相对误差较小。在本文试验工况下,两种试验方法呈现相同结果,同一波浪要素条件下,弧形防浪墙产生越浪量相比直立式防浪墙减少率均大于75%。(4)对防浪墙越浪过程水动力特性进行分析,同时结合防浪墙所受波浪力历时曲线探究其受力变化情况。在波浪作用斜坡堤发生越浪过程中,直立墙趾处水体雍高,水体不断向上冲击越过墙顶发生越浪,越浪后水体回落过程中墙趾处有漩涡产生,出现高压区,提高防浪墙失稳风险;而水体作用在弧形墙上的沿墙体做弧形,方向随之改变,水体向海洋侧导回汇入爬坡水体之中,防止水体越过墙顶。直立墙受力复杂且受冲击较大,变化快,弧形墙相对直立墙受力较缓和,同等波浪情况下,弧形墙的抗海浪性、稳定性更好。

关键词：弧形防浪墙斜坡堤物理模型试验数值模拟试验越浪

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直立式防浪墙对单坡斜坡堤越浪量分布的影响

同济大学学报（自然科学版） 2019年第9期47卷 1252-1259页

作者：刘曙光顾家悦胡欣鞠权赫同济大学土木工程学院上海200092 联合国环境署-同济大学环境与可持续发展学院上海200092 上海城投(集团)有限公司上海200020

考虑到国内普遍带有防浪墙的斜坡堤在风暴潮下受到最大越浪量的破坏威胁,采用波浪水槽试验测定了破碎波情况下单坡带有直立式防浪墙上的单波越浪量,基于现有的单坡无防浪墙的越浪量分布计算公式,引入防浪墙影响因子,推导出单坡带有防浪... 详细信息

考虑到国内普遍带有防浪墙的斜坡堤在风暴潮下受到最大越浪量的破坏威胁,采用波浪水槽试验测定了破碎波情况下单坡带有直立式防浪墙上的单波越浪量,基于现有的单坡无防浪墙的越浪量分布计算公式,引入防浪墙影响因子,推导出单坡带有防浪墙的越浪量分布形状参数和越浪概率的计算公式.研究结果表明,越浪量分布形状参数、越浪概率都与相对出水高度、防浪墙相对高度有关.随着防浪墙相对高度的增大,形状参数呈指数增大趋势,而越浪概率呈指数减小趋势.研究结果可为海堤设计提供参考.

关键词：越浪越浪量分布越浪概率防浪墙

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分层斜坡越浪式波能发电装置的二维数值模拟

太阳能学报 2017年第10期38卷 2904-2908页

作者：马帅潘新颖梁丙臣中国海洋大学工程学院青岛266100 中国海洋大学山东省海洋工程重点实验室青岛266100

以分层斜坡越浪式波能发电装置为研究对象,建立推板造波下的二维水动力数学模型,并通过Stokes波理论解及水工物理模型试验对其有效性进行验证,进而对装置的越浪和受力性能进行计算,给出不同吃水、不同波况下装置上下层的无量纲越浪规律... 详细信息

以分层斜坡越浪式波能发电装置为研究对象,建立推板造波下的二维水动力数学模型,并通过Stokes波理论解及水工物理模型试验对其有效性进行验证,进而对装置的越浪和受力性能进行计算,给出不同吃水、不同波况下装置上下层的无量纲越浪规律,探讨装置的受力分布和水力效率,为进一步研究分层越浪式装置的水力性能和结构稳定性分析提供依据。

关键词：分层越浪发电装置(DR-OWEC) 数学模型越浪受力分布水力效率

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“一种海堤越浪回排结构”技术应用实践

广东水利水电 2022年第4期 80-83页

作者：钟兴陈俊昂王帅广东省水利电力勘测设计研究院有限公司广州510635

“一种海堤越浪回排结构”通过集浪沟、蓄浪井、防浪涌消能板和回排通道,解决部分越浪水量,减轻保护区的排涝压力。该结构在南沙新区灵山岛尖南段海岸及滨海景观带建设工程中得到应用,可为后续工程提供借鉴。

关键词：越浪回排结构海堤