- 闫帅坤;王岗;宁越;郑金海;
珊瑚岛礁地形变化剧烈、呈现出与缓变岸滩截然不同的波浪传播变形与增水现象。基于波浪水槽物理模型试验,系统研究了波高、周期和水深对珊瑚礁陡变地形上的波高与增减水沿程变化过程。结果表明:礁缘和礁坪上的波高在入射波高增大到一定值后将不再增大而礁坪增水则继续增大,礁坪增水随着周期的增大呈现先增大后减小的趋势,礁坪上的波高随着水深的增大而增大但增水则呈现先增大后减小的趋势。文章提出一个描述礁坪增水与礁坪淹没水深的无量纲关系,通过与试验结果比较,较现有礁坪增水公式有更广的适用范围。
2025年03期 v.46;No.220 333-340页 [查看摘要][在线阅读][下载 2455K] [下载次数:130 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ] - 唐毅杰;孙大鹏;陈欣欣;
针对双侧桩基挡板透空式防波堤,采用不规则波进行物模试验,在不越浪的情况下,综合考虑波陡、相对堤宽、相对超高、前(后)挡浪板的相对入水深度等主要影响因素。波峰时刻挡浪板所受水平波浪总力与波陡、相对超高呈负相关,与相对堤宽、前(后)挡浪板的相对入水深度呈正相关;波峰时刻浮托力与波陡、相对堤宽、前挡浪板的相对入水深度呈负相关,与相对堤宽、后挡浪板的相对入水深度呈正相关。借助多元回归分析方法,给出桩基挡板透空式防波堤波峰(谷)时刻挡浪板所受水平波浪总力和底板所受浮托力的计算公式,并与其他学者物模试验进行验证,公式具有良好的普适性。研究成果可供实际工程设计参考应用。
2025年03期 v.46;No.220 341-349页 [查看摘要][在线阅读][下载 2311K] [下载次数:138 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:2 ] - 房克照;李彬;尤再进;王召伟;李德龙;
泥沙起动是研究河口海岸泥沙输运的基础,但波浪作用下斜坡上泥沙起动很少被国内外学者研究。文章通过波浪水槽物模试验,采集规则波作用下斜坡粉沙起动数据,如泥沙起动时刻的波高H、周期T、起动水深h,并建立斜坡泥沙起动模式。试验水槽长60 m、宽2 m、高1.8 m,泥沙起动试验段是由铺满粉沙的斜坡和水平床组成,斜坡坡度为1:10,试验沙是黄河口粉沙d_(50)=0.038 mm。在给定水深条件下,从泥沙未起动时的最小波浪开始观测,逐步增加波高或波周期,直至观测到几颗泥沙颗粒在斜坡上开始运动为止。试验过程中设置了三个不同试验水深(h=0.83 m、0.7 m、0.57 m),并采用16台波高仪和3台流速仪实时记录粉沙颗粒起动时的波浪和流速数据。研究发现:斜坡上泥沙起动速度是泥沙特性、底床坡度、近床波浪水质点运动轨迹半径A的函数,随着底床坡度增大而减少,随着波浪运动轨迹半径A增大而增大且趋向常数。文章还通过对泥沙颗粒的受力分析,从理论上解释了坡度和水平底床上泥沙起动速度的差异性,以及泥沙在水体中的暴露度或隐蔽角对泥沙起动速度的影响作用。
2025年03期 v.46;No.220 350-356页 [查看摘要][在线阅读][下载 1506K] [下载次数:87 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:2 ] - 田沛星;王广生;陈汉宝;鱼童;管大为;
滨海电站取水经常会受到泥沙落淤的影响,导致取水量以及水质下降。文章基于孟加拉湾滨海电站对环抱式和半环抱式港池布置条件下对港池泥沙淤积进行模拟,分析强潮条件下两种型式防波堤工程建设后港池、航道以及取水明渠建造完成后的冲淤变化和完工一年后的空间分布冲淤变化。结果表明,随着完工时间的增长,半环抱港池淤积主要发生在航道与回旋水域连接处,接近50%的淤积量发生在开挖水域外,年淤积强度最大4 m,港池总淤积量接近200万m~3/a;而环抱式港池淤积大部分都在开挖水域内且从取水明渠至口门淤积分布较为均匀,年淤积强度最大3.5 m,港池年淤积量为125万m~3/a,从年淤积强度和港池年淤积量来看,环抱式港池均优于半环抱式港池。研究结果为未来进一步研究或者工程运营维护提供参考与借鉴。
2025年03期 v.46;No.220 357-366页 [查看摘要][在线阅读][下载 4615K] [下载次数:66 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ] - 孙庆峰;冒睿雯;侯红婷;李金宣;王学谦;杨效禹;陈中方;
风、浪、流作用下系泊船的水动力响应对船舶作业与停靠等都会产生一定的影响,精准、可靠的水动力响应预测可以提高港口作业效率和船舶的安全性。基于数值模型系统模拟了三种量级船舶在风浪流作用下的水动力响应,构建了1 600多组容量的数据集。利用BP神经网络反向传播算法建立包含三层隐藏层的人工神经网络,输入层设置9个影响船舶响应的关键参数,分别为:船型、装载情况、波高、周期、浪向、风速、风向、流向和流速,对系泊油船的六自由度运动量、缆绳拉力和护舷撞击力进行预测。通过将预测结果与测试集和现场实测数据对比分析,结果表明:该多参数BP神经网络能够提供较高精度的预测结果,可为船舶主动避险系统提供数据支撑。
2025年03期 v.46;No.220 367-375页 [查看摘要][在线阅读][下载 2266K] [下载次数:218 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ] - 魏远明;舒梦飞;艾丛芳;马玉祥;项家窍;
海洋工程中,波浪间的相互作用以及波浪与结构的相互作用,会在结构物上产生极端的波浪爬高现象。这种现象严重威胁着海上工程建筑物的安全。为掌握波浪的爬高特性,文章基于一种新型非静压数值波浪模型建立三维数值波浪水池,研究了非线性波浪在小直径圆柱上的波浪爬高。结果表明:在有限水深下,不同波陡、散射参数、水深的规则波与小直径的圆柱相互作用后,圆柱表面的液面高度分布呈现相似的规律,即波浪爬升高度与入射波幅的比值随着波陡和波浪散射参数的增大而增大,随着水深的增大而减小,最大可达到2倍以上,从而产生极端爬高。另外,随着波陡的增加,迎浪面处波浪爬高速度的最大值也随之增加,且与爬高最大速度对应的爬升高度随之增加。
2025年03期 v.46;No.220 376-383+468页 [查看摘要][在线阅读][下载 2111K] [下载次数:68 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ] - 李志青;张金凤;李伟仪;
台风浪数值模拟对于风浪预警预报技术至关重要。以盘古模型所生成的风场作为背景风场,结合Holland风场模型构建新的合成风场,采用第三代近岸海浪模式SWAN分别对0313号台风“杜鹃”、1409号台风“威马逊”、1822号台风“山竹”进行台风浪模拟。将盘古模型和合成风场的风场模拟结果、台风浪模拟结果与实测资料比较,结果显示在南海区域盘古模型风场对离台风中心较远处模拟效果更好,而对台风中心强度较为低估,合成风场在盘古模型的基础上增强了对台风强度的模拟,能较好地刻画台风风场过程,根据台风浪对比结果显示,合成风场对台风浪的模拟与实际情况较为吻合。
2025年03期 v.46;No.220 384-390页 [查看摘要][在线阅读][下载 1475K] [下载次数:191 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ] - 夏晓亮;崔志伟;解鸣晓;王恒;韩志远;
桥墩的基础冲刷受局部水动力、桥墩结构和含沙量等多因素影响,具有极强的局部三维性。杭州湾具有强潮、水体高含沙量的特征,桥墩周围底床冲淤变化极其复杂,局部冲刷的现场测量难度较大。建立基于双轴声学扫描技术的桥墩局部冲刷动态监测系统,测量精确度达到厘米级,基于此系统对杭州湾大桥匝道桥墩实施高频冲刷监测,并总结分析了桥墩冲刷坑的变化情况及冲淤规律。研究结果表明:在涨落潮流作用下,匝道桥墩冲刷坑呈现稳定且规则的圆形;潮周期规律呈现大潮至小潮淤积、小潮至大潮冲刷的态势,最大潮汛间平均冲淤幅度约0.5 m。桥墩周边潮汐涨落间冲淤变化均在0.2~0.4 m,大潮期潮汐涨落间冲淤幅度最大。匝道桥墩监测周期内整体呈淤积态势,平均淤积约0.4 m。监测期间,桥墩附近地形总体呈现冲淤平衡状态。文章采用的双轴声学扫描技术将为桥墩局部冲刷动态监测预警提供大量基础数据支撑。
2025年03期 v.46;No.220 391-397页 [查看摘要][在线阅读][下载 2120K] [下载次数:191 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:1 ]