半圓型潛堤共振反射的數(shù)值與試驗(yàn)研究.pdf

1、防波堤是常見的港口水工建筑物之一,主要功能有防浪、擋沙、導(dǎo)流、保護(hù)天然海岸線等作用,對(duì)于維持港口池內(nèi)的水域平穩(wěn)以及保護(hù)海岸結(jié)構(gòu)有著重要的作用。作為防波堤的一種,潛堤被廣泛應(yīng)用,優(yōu)化其結(jié)構(gòu)、布置形式是一個(gè)重要的研究方面。本文對(duì)波浪通過半圓型系列潛堤時(shí)發(fā)生的共振反射現(xiàn)象(布拉格反射)進(jìn)行了探討,采用數(shù)值模擬與物理模型試驗(yàn)相結(jié)合的方法進(jìn)行研究。
　　數(shù)值計(jì)算方面是在勢(shì)流理論的基礎(chǔ)上,以簡(jiǎn)單格林函數(shù)為基本解,利用邊界元方法(BEM)建立了

2、數(shù)學(xué)模型;水槽試驗(yàn)采用規(guī)則波,進(jìn)行了單列、雙列半圓型潛堤的試驗(yàn)。
　　雙列半圓型潛堤采用兩種試驗(yàn)形式,一種是固定波浪周期,不斷改變潛堤間距,得到Kr~2S/L( Kr反射系數(shù),S潛堤間距,L波長(zhǎng))曲線;另一種是固定潛堤間距,不斷改變波浪周期,得到Kr~kh( Kr反射系數(shù),k波數(shù),h水深)曲線。根據(jù)采集的數(shù)據(jù)分析了潛堤個(gè)數(shù)(N)、潛堤半徑(R)、潛堤間距(S)、波浪周期(T)和波浪破碎對(duì)半圓型潛堤的反射系數(shù)( Kr)及透射系數(shù)(

3、Kt)的影響。
　　通過數(shù)值計(jì)算與物理模型試驗(yàn), Kr~2S/L曲線中主頻共振反射周期性地出現(xiàn),各峰值大致相同,且相同半徑下各峰值間隔并不隨著周期、波陡的變化而改變;Kr~kh曲線中,主頻共振反射的峰值位置隨著潛堤間距的增加不斷向周期較大的方向移動(dòng),同時(shí)共振反射的帶寬逐漸變窄。
　　半徑R=0.4m的半圓型系列潛堤無(wú)論是多少列,在周期T=1.2s作用下都會(huì)發(fā)生幾乎全透射現(xiàn)象,半圓型潛堤基本不起作用,在工程應(yīng)用中應(yīng)注意避免。<