港池對(duì)不同初始擾動(dòng)響應(yīng)的數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著港口工程的日益發(fā)展，其地位在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中越來越重要。但是復(fù)雜的海洋環(huán)境，對(duì)港口的安全提出了更高的要求。由于受到外海波浪、大氣壓波動(dòng)、風(fēng)、潮汐等因素的影響，港口會(huì)發(fā)生共振，進(jìn)而對(duì)港口的泊穩(wěn)條件造成嚴(yán)重危害，直接影響港口的正常運(yùn)營(yíng)。因此，港口共振現(xiàn)象是港口在設(shè)計(jì)和規(guī)劃過程中所必須要考慮的因素。
　　本文首先介紹了港口共振的研究背景和意義，并說明了國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)港口共振問題的數(shù)學(xué)模型、物理模型試驗(yàn)研究進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)。其次介紹了本文采

2、用的數(shù)學(xué)模型是MIKE21-BW模塊，該模型是基于改進(jìn)的Boussinesq方程建立的，文中詳細(xì)介紹了Boussinesq方程及其數(shù)值解法，并對(duì)MIKE21-BW模塊的波浪模型和邊界層處理進(jìn)行了闡述。最后本文采用MIKE21-BW模塊模擬了孤立波、N型波浪以及高斯型初始波面作用下矩形港、圓形港、雙圓形港、不規(guī)則形狀港和封閉圓形港的港口共振，并對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行了分析。當(dāng)孤立波從外傳入港內(nèi)，會(huì)引起港內(nèi)水體振蕩并被反射，港內(nèi)波面擾動(dòng)是一個(gè)隨時(shí)間

3、變化的瞬變波動(dòng)過程。通過基于連續(xù)小波變換的時(shí)頻分析結(jié)果并與現(xiàn)有的理論值進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，孤立波引起的振蕩其主要能量主要集中在港池第一振蕩模態(tài)上。當(dāng)N型波浪從外海傳入港內(nèi)，同樣引起港內(nèi)水體振蕩并被反射，和孤立波的作用情況相比較，N型波浪引起的港池振蕩更為劇烈，且持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。通過小波變換的分析結(jié)果與現(xiàn)有的理論值進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，N型波浪引起的振蕩其主要能量主要集中在港池的第一振蕩模態(tài)上;此外對(duì)雙圓形港池而言，N型波浪會(huì)引起內(nèi)外港池的振蕩能量集中在