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考虑极端天气时港珠澳大桥人工岛设计波浪要素——I.数值模拟中不利台风路径选取

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水科学进展 2019年第6期30卷 892-901页

作者：杨氾潘军宁王红川南京水利科学研究院港口航道泥沙工程交通行业重点实验室

假想台风下的波浪数值模拟是跨海桥隧工程风险评价的重要内容。风场的生成方法与不利路径的选择对于波浪模拟结果有极大影响。研究检验了在单一假想台风风场下进行波浪模拟的合理性,分析了台风路径对于工程区不同方向波浪影响的差异。... 详细信息

假想台风下的波浪数值模拟是跨海桥隧工程风险评价的重要内容。风场的生成方法与不利路径的选择对于波浪模拟结果有极大影响。研究检验了在单一假想台风风场下进行波浪模拟的合理性,分析了台风路径对于工程区不同方向波浪影响的差异。通过构建珠江口台风浪数学模型,对采用风圈半径方法筛选出的104场台风路径,按300年一遇强度进行了蒙特卡罗模拟。结果表明,对西人工岛处波浪场有重大影响的不利台风路径处于珠江口100 km范围内。由此确定了体现不同特征的7条不利台风路径,为进一步研究极端天气条件下珠江口台风浪过程提供基础。研究成果为沿海河口地区易受台风影响的大型工程波浪要素分析提供方法支撑。

关键词：台风波浪数值模拟台风路径港珠澳大桥

考虑极端天气时港珠澳大桥人工岛设计波浪要素——Ⅱ.设计波要素校核方法

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水科学进展 2019年第6期30卷 902-907页

作者：王红川杨氾潘军宁南京水利科学研究院港口航道泥沙工程交通行业重点实验室

近年来珠江口海域航道治理、桥梁工程、港口建设等大型水上工程建设项目越来越多,水工建筑物安全的重要性和对台风浪灾害破坏的敏感性是大型工程重点关注的要素之一,采用台风浪数学模型分析计算极端天气条件对港珠澳大桥岛桥结合部人工... 详细信息

近年来珠江口海域航道治理、桥梁工程、港口建设等大型水上工程建设项目越来越多,水工建筑物安全的重要性和对台风浪灾害破坏的敏感性是大型工程重点关注的要素之一,采用台风浪数学模型分析计算极端天气条件对港珠澳大桥岛桥结合部人工岛设计波浪要素的影响。分析统计1949—2014年影响广东省沿海地区的登陆台风资料,采用随机模型分析珠江口地区300年一遇的台风气压降和登陆最大风速参数;建立珠江口水域的台风浪数学模型;选取不利台风登陆路径,采用300年一遇台风参数组合计算极端天气条件下珠江口内东西人工岛的设计波浪要素,对原设计波要素进行复核。可为其他海洋工程项目设计提供新的思路和研究方法。

关键词：极端天气波浪联合分布珠江口

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消滩水力指标确定方法

交通运输工程学报 2006年第4期6卷 80-83页

作者：曹民雄南京水利科学研究院港口航道泥沙工程交通行业重点实验室江苏南京210024

为寻求可直接计算消滩水力指标确定方法,从船舶有效功率与滩上水流功率对比的角度提出了功率法,并通过理论分析与滩段概化模型的船模上滩试验进行了验算。结果发现船舶自航上滩时其有效功率大于水流功率,并随对岸航速的增加,大于的幅度... 详细信息

为寻求可直接计算消滩水力指标确定方法,从船舶有效功率与滩上水流功率对比的角度提出了功率法,并通过理论分析与滩段概化模型的船模上滩试验进行了验算。结果发现船舶自航上滩时其有效功率大于水流功率,并随对岸航速的增加,大于的幅度越大;船舶不能自航上滩时,其有效功率小于水流功率。可见,与其他确定方法相比,功率法可以通过滩段的水力条件和不同船型的性能资料直接计算消滩水力指标,满足航运发展的远期设计需要,可推广应用于急流滩险的航道整治工程设计。

关键词：航道工程消滩水力指标船模试验功率法

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分汊河口地貌演变对整治工程的响应

海洋工程 2019年第3期37卷 143-150页

作者：缴健高祥宇丁磊张新周南京水利科学研究院港口航道泥沙工程交通行业重点实验室

以概化分汊河口为研究对象,针对两汊中长期地貌演变对整治工程响应的问题,采用平面二维数学模型对整治工程前后分别进行20年地貌演变模拟。分析结果表明:整治工程对落潮含沙量影响较大,工程汊道落潮分沙比有显著下降;整治工程主要导致... 详细信息

以概化分汊河口为研究对象,针对两汊中长期地貌演变对整治工程响应的问题,采用平面二维数学模型对整治工程前后分别进行20年地貌演变模拟。分析结果表明:整治工程对落潮含沙量影响较大,工程汊道落潮分沙比有显著下降;整治工程主要导致工程汊道坝田区淤积和航道冲刷,同时也增加了非工程汊道的冲刷及淤积厚度;工程后工程汊道淤积量增加,冲刷量减小,冲淤总量减小,非工程汊道淤积量不变,冲刷量增加,冲淤总量增加。

关键词：概化分汊河口数学模型整治工程含沙量分沙比地貌演变

冻融作用对我国北方季节性冰冻河流岸坡稳定性的影响:以松花江典型河段为例

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湖泊科学 2023年第3期35卷 1072-1081页

作者：假冬冬杨俊郝由之陈长英张幸农应强南京水利科学研究院港口航道泥沙工程交通行业重点实验室南京210029 长江保护与绿色发展研究院南京210098

岸滩侧蚀崩塌现象普遍存在于江河湖泊中,是一种危害较大的自然灾害。季节性冰冻河流受水动力、冻融耦合作用,岸滩崩塌机理复杂,开展其岸坡稳定性研究对河势控制和河流综合治理具有重要意义。以松花江干流大顶子山航电枢纽下游近坝段为例... 详细信息

岸滩侧蚀崩塌现象普遍存在于江河湖泊中,是一种危害较大的自然灾害。季节性冰冻河流受水动力、冻融耦合作用,岸滩崩塌机理复杂,开展其岸坡稳定性研究对河势控制和河流综合治理具有重要意义。以松花江干流大顶子山航电枢纽下游近坝段为例,采用BSTEM断面尺度模型,对河岸崩塌过程进行了模拟,定量分析了冻融作用对河岸稳定性的影响。研究结果表明:涨水期河岸稳定性相对较高,洪水期和退水期稳定性相对较低,为崩岸多发时期;冻融作用会使河岸稳定安全系数F s提前达到不稳定临界值,即与不考虑冻融作用相比,河岸提前崩塌,且考虑冻融作用的崩塌宽度更接近实测值,累计冲刷崩塌总量增幅约为7%~41%。研究结果可为季节性冰冻河流岸滩崩塌及河道演变研究提供一定借鉴和参考。

关键词：冻融作用崩岸季节性冰冻河流河岸稳定性 BSTEM 松花江

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物理模型变率影响研究进展

水科学进展 2007年第6期18卷 907-914页

作者：窦希萍王向明赵晓冬南京水利科学研究院港口航道泥沙工程交通行业重点实验室水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210029

从理论分析、系列物理模型和数学模型三个方面对物理模型变率影响研究的进展情况作了概述。着重介绍了采用系列概化物理模型试验研究潮流和潮流、波浪共同作用下的模型变率影响问题,给出了进行潮流、波浪和泥沙物理模型的变率限制条件。

关键词：潮流泥沙物理模型数学模型变率

岸坡植被对复式河道水动力特性影响的数值模拟

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工程科学与技术 2023年第3期55卷 149-157页

作者：郝由之假冬冬张幸农陈长英吴磊杨俊南京水利科学研究院港口航道泥沙工程交通行业重点实验室江苏南京210029 长江保护与绿色发展研究院江苏南京210098

广泛分布于天然河道岸坡的植被能够改变河道水流特性,进而影响坡脚淘刷、河岸稳定及河道形态演变趋势。为精细揭示岸坡植被对复式河道水动力特性的影响,将植被作为固壁边界,利用雷诺应力模型封闭紊流控制方程构建了复式河道3维水动力数... 详细信息

广泛分布于天然河道岸坡的植被能够改变河道水流特性,进而影响坡脚淘刷、河岸稳定及河道形态演变趋势。为精细揭示岸坡植被对复式河道水动力特性的影响,将植被作为固壁边界,利用雷诺应力模型封闭紊流控制方程构建了复式河道3维水动力数学模型,并对复式河道水流特性进行了模型验证,模拟结果与实测结果吻合较好。将该模型应用于岸坡有植被的复式河道开展水流特性研究,对比种植非淹没刚性植被、种植淹没刚性植被、淹没与非淹没刚性植被交替种植和无植被情况下流速、流量、河床剪应力、雷诺应力及紊动能分布的差异。结果表明:岸坡植被加剧了滩槽间横向动量交换,引起二次流涡旋数量、强度和范围的增加,同时使得横断面流速、流量分配、河床剪应力、雷诺应力及紊动能在滩槽交界区显著减小,紊动交换在临近植被的周边区域明显增加。其中,岸坡种植非淹没刚性植被时对水流特性影响最为显著,相比无植被情况,种植非淹没刚性植被后,二次流结果显示增加了一对涡旋;岸坡植被区流速、流量分配、河床剪应力、雷诺应力及紊动能大幅减小,甚至趋近于0;而临近植被的周围区域紊动交换剧烈,无量纲化的紊动能值可达到20。此外,随着河岸坡比减小,无植被河道滩槽间动量交换逐渐衰减,而坡面种植非淹没刚性植被后,则会减弱动量交换的衰减程度。

关键词：岸坡植被水流特性复式河道雷诺应力模型数值模拟

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感潮河段丁坝局部冲刷三维数值模拟

水科学进展 2012年第2期23卷 222-228页

作者：张新周窦希萍王向明王惠民赵晓冬徐雪松南京水利科学研究院港口航道泥沙工程交通行业重点实验室江苏南京210024 河海大学环境学院江苏南京210098

针对局部冲刷和一般冲刷的不同,建立了考虑垂向水流作用的局部冲刷三维紊流泥沙数学模型,并对往复流和单向流作用下的丁坝局部冲刷进行了验证计算和数值模拟。结果表明,往复流作用下丁坝局部冲刷在冲刷过程和冲淤形态上与单向流有明显不... 详细信息

针对局部冲刷和一般冲刷的不同,建立了考虑垂向水流作用的局部冲刷三维紊流泥沙数学模型,并对往复流和单向流作用下的丁坝局部冲刷进行了验证计算和数值模拟。结果表明,往复流作用下丁坝局部冲刷在冲刷过程和冲淤形态上与单向流有明显不同,若采用单向流作用下的局部冲刷模型试验结果来指导往复流作用下丁坝头防护工程的设计和施工是不利的。

关键词：往复流单向流局部冲刷数值模拟

潮汐海域电厂不同取排水布置方式环境影响分析

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哈尔滨工程大学学报 2019年第4期40卷 718-723页

作者：张新周窦希萍陈黎明李褆来高祥宇李祥南京水利科学研究院港口航道泥沙工程交通行业重点实验室江苏南京210024 河海大学港口海岸与近海工程学院江苏南京210098

为对比分析取排水工程不同布置方式对环境影响的程度,本文通过自主开发的潮汐海域水动力水质模型研究了潮汐水域不同排水布置方式(管道深水区排水和半淹没式明渠排水)的流场变化和温排水影响。考虑管道和明渠排水方式和表面散热特征的不... 详细信息

为对比分析取排水工程不同布置方式对环境影响的程度,本文通过自主开发的潮汐海域水动力水质模型研究了潮汐水域不同排水布置方式(管道深水区排水和半淹没式明渠排水)的流场变化和温排水影响。考虑管道和明渠排水方式和表面散热特征的不同,自主开发了潮汐海域水动力水质模型,并用于研究潮汐水域不同排水布置方式(管道深水区排水和半淹没式明渠排水)的流场变化和温排水影响。研究结果表明:明渠和管道排水对周围流场的影响仅限于工程附近局部区域。半淹没式明渠浅水区排水对周围流场的影响要大于管道排水,温水影响范围较大,主要集中于近岸区域。管道深水区排水,温水团距离岸线较远,呈条带状分布,温水影响范围相对较小。若管道排水口和取水口处于同一流路上,管道排水对取水口的影响较大。电厂取排水工程采用深水区差位式布置既可减少电厂温排水影响范围,又能有效降低温排水对取水口的影响程度,研究成果可为类似电厂取排水工程设计提供参考。

关键词：潮汐海域电厂取排水工程布置方式影响分析数学模型管道排水明渠排水