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透空防波堤和振荡水柱波能装置集成系统水动力性能研究

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工程力学 2023年

作者：张翔宇宁德志 Mayon Robert 王荣泉大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室

开发和利用可再生能源是解决能源危机的重要途径。波浪能作为一种可再生能源引起了世界各国的关注，其中，振荡水柱（OWC）式波能装置是一种应用最广泛的波浪能转换技术。关于OWC的研究多集中于如何提高能量转换效率，但是由于海况的复... 详细信息

开发和利用可再生能源是解决能源危机的重要途径。波浪能作为一种可再生能源引起了世界各国的关注，其中，振荡水柱（OWC）式波能装置是一种应用最广泛的波浪能转换技术。关于OWC的研究多集中于如何提高能量转换效率，但是由于海况的复杂性，装置面临很大的生存压力，提高装置的生存能力变得愈加重要。透空式防波堤形式已经有很多应用，它对高频短波消浪效果很好，对低频长波则较差，而振荡水柱波能装置对长波吸波能力较强。本研究将透空式防波堤和OWC装置有效结合起来，基于线性势流理论，运用分离变量法和特征函数匹配法建立了解析模型，首先研究了单独透空式防波堤形式下，不同开孔率对反射系数的影响；之后研究了集成系统下透空结构与OWC装置距离对反射系数、水动力效率等的影响，并与单独透空式防波堤和单独OWC装置对比，说明集成装置消浪的优越性。

关键词：振荡水柱防波堤透空结构水动力效率反射系数

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深水防波堤透空结构设计研究

港口工程 1996年第4期 30-34页

作者：杨荣喜中交水运规划设计院

透空式防波堤在材料使用和经济上是较合理的一种结构型式。由于波浪大难以满足港内泊稳条件，目前仅限于波浪小的港口采用。大连港大窑湾防波堤工程设计，研究出的两个适合大波浪深水直立式防波堤透空结构──异型错位沉箱插板结构。通... 详细信息

透空式防波堤在材料使用和经济上是较合理的一种结构型式。由于波浪大难以满足港内泊稳条件，目前仅限于波浪小的港口采用。大连港大窑湾防波堤工程设计，研究出的两个适合大波浪深水直立式防波堤透空结构──异型错位沉箱插板结构。通过模型试验让该结构在满足港内泊稳条件下，堤身消浪幅度大，可以较大地减小防波堤断面尺寸，降低防波堤造价，施工简便。

关键词：深水防波堤码头大连港大窑湾码头透空结构

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罗源湾2×5万吨级码头结构选型

水运工程 2021年第8期 61-66页

作者：郑天立中国铁建国际集团有限公司北京100855

由于地质条件复杂,罗源湾北岸2×5万吨级码头结构选型较为困难。为了解决此问题,对类似地质条件下的码头结构展开了调研和对比分析,进行码头结构方案优选。从技术可行性和经济合理性角度,对优选的透空式前板桩高桩码头结构进行分析。同... 详细信息

由于地质条件复杂,罗源湾北岸2×5万吨级码头结构选型较为困难。为了解决此问题,对类似地质条件下的码头结构展开了调研和对比分析,进行码头结构方案优选。从技术可行性和经济合理性角度,对优选的透空式前板桩高桩码头结构进行分析。同时收集了码头实测数据,并与计算结果进行对比,从而验证了透空式前板桩高桩码头结构的可靠性和经济合理性。

关键词：前板桩高桩码头透空结构结构选型

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烟台港西港区透空防波堤设计方案及优化

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2020年第11期 0011-0012,14页

作者：乔维壮大连理工大学土木建筑设计研究院有限公司辽宁大连116023

现行国家用海政策,本工程建设防波堤需对工程所处水域的水流状况、冲淤自然条件影响较小,经过对自然条件分析及方案比选,采用桩基透空式结构,并对结构方案进行了分析、优化。

关键词：防波堤透空结构桩基双挡板

大尺度固立透空圆环柱的绕射波浪力及波浪渗流力

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大尺度固立透空圆环柱的绕射波浪力及波浪渗流力

第七届全国流体力学学术会议

作者：许潇楠黄华翁禹来林柏桓曾昭銮中山大学工学院应用力学与工程系

大尺度墩柱作为离岸海工建筑的支承结构得到广泛的应用。在海洋中,这种结构通常会引起波浪的绕射,通过在结构表面布孔可以达到降低绕射波浪荷载的效应。另一方面,波浪的作用将在海底下的海床表面上产生往复的波浪水压力,从而促使海床中... 详细信息

大尺度墩柱作为离岸海工建筑的支承结构得到广泛的应用。在海洋中,这种结构通常会引起波浪的绕射,通过在结构表面布孔可以达到降低绕射波浪荷载的效应。另一方面,波浪的作用将在海底下的海床表面上产生往复的波浪水压力,从而促使海床中土体内的超静孔隙水压上升乃至液化,形成海床内渗流压力场。因此,对于固立墩柱,除考虑绕射波浪的直接作用外,对应特定的海底基础条件,一般还需考虑海底下孔隙海床中由绕射波浪引起的对结构底部的渗流作用力。由于以往的波浪渗流作用分析仅仅针对密实墩柱结构,当透空结构固立于可渗透海底上时,结构的透空性将引起波浪绕射场的改变,进而引起渗流压力场乃至渗流浮托力和渗流倾覆力矩的变化,对这种变化的研究是透空结构设计时的必要步骤。考虑到在可渗透海底上使用透空结构必须兼顾结构的减载功能和良好的稳定性,因此在墩柱设计上采用中间密实而外部透空的圆环墩柱体将成为满足工程实际需要的一种选择。本文应用特征函数法,通过对波浪场和渗流场分别进行分区取特征函数级数解,推导了圆环透空墩柱的一阶绕射波浪场的波势和压力分布解,并给出了对应的海床内绕射波浪引起的渗流压力分布解,据此推导了作用于圆环墩柱底部的的渗流浮托力和渗流倾覆力矩的解析算式,并进行了实算和分析。结果充分反映了结构透空系数,绕射参数,圆环内外柱半径比,海床厚度与半径比等各种影响系数变化对波浪力或渗流力的影响趋势。结果表明,浮托力和倾覆力矩与波浪直接作用可能具有相同量级。与密实墩柱相比,结构表面透空将明显减弱直接的波浪载荷,而对波浪所致渗流倾覆力矩也有一定程度的减弱,但减弱幅度相对较小,说明结构透空不会导致负面的渗流作用影响。此外,结果还表明,当透空系数达到一定取值时,透空系数的增大对最大波载荷和最大渗流载荷的影响明显趋弱,说明对结构表面要适度透空。此外,圆环柱内外柱半径比也是影响波浪力的重要因素之一,在一定的透空系数取值下,随半径比的减小,波浪力和渗流力呈下降趋势,当半径比减小到一定值时,半径比的变化对波载和渗流载荷影响较小,说明在墩柱的设计上,对半径比应进行合理的选取,以达到稳定,减载和省料的最佳效应。

关键词：波浪绕射波浪渗流力透空结构海床

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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半开敞式码头顶面高程确定方法的探讨

港工技术 2005年第1期42卷 14-16页

作者：季则舟中交第一航务工程勘察设计院天津300222

阐述掩护条件介于掩护式及开敞式码头之间的半开敞式码头概念 ,提出了半开敞式码头的界定条件。

关键词：半开敞式码头顶面高程掩护条件波峰面墩台式透空结构

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波浪对透空外壁双筒柱的绕射

海洋工程 2001年第1期19卷 32-37页

作者：滕斌韩凌李玉成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

应用透空壁内流体速度与两壁间压力差成正比的线性模型 ,建立了外壁透空的双筒圆柱对波浪绕射的解析解。通过数值计算研究了外壁透空率的大小、内外柱半径之比等因素对桩柱上总波浪作用力和波面高度的影响。数值结果表明圆柱外壁透空系... 详细信息

应用透空壁内流体速度与两壁间压力差成正比的线性模型 ,建立了外壁透空的双筒圆柱对波浪绕射的解析解。通过数值计算研究了外壁透空率的大小、内外柱半径之比等因素对桩柱上总波浪作用力和波面高度的影响。数值结果表明圆柱外壁透空系数的增加 ,将明显地降低圆柱周围的波浪高度和圆柱上的波浪力 ;内外柱径之比的大小对波浪力和波高的最大值无太大影响。

关键词：波浪绕射波浪力透空结构数值计算防波堤透空系数海岸工程

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波浪与外壁透空双筒柱的相互作用

中国工程科学 2001年第10期3卷 41-47页

作者：滕斌李玉成孙路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

对于波浪与透空外壁同轴双筒柱的相互作用问题 ,利用速度势的特征函数展开式和透空壁内流体速度与两壁间压力差成正比的线性模型 ,建立了一个线性解析解。应用这一模型开展了数值实验 ,用以检验孔隙系数和透空部分大小以及内外柱径之比... 详细信息

对于波浪与透空外壁同轴双筒柱的相互作用问题 ,利用速度势的特征函数展开式和透空壁内流体速度与两壁间压力差成正比的线性模型 ,建立了一个线性解析解。应用这一模型开展了数值实验 ,用以检验孔隙系数和透空部分大小以及内外柱径之比对双筒柱上波浪力和波面高度的影响。计算结果表明 ,外壁孔隙系数和透空部分大小对波面升高和波浪荷载有很大影响 ,通过调整各个系数。

关键词：波浪绕射波浪力波面升高波浪载荷外壁透空双筒柱相互作用防波堤码头透空结构