半圓型潛堤共振反射的數值與試驗研究.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、導流、保護天然海岸線等作用,對于維持港口池內的水域平穩(wěn)以及保護海岸結構有著重要的作用。作為防波堤的一種,潛堤被廣泛應用,優(yōu)化其結構、布置形式是一個重要的研究方面。本文對波浪通過半圓型系列潛堤時發(fā)生的共振反射現象(布拉格反射)進行了探討,采用數值模擬與物理模型試驗相結合的方法進行研究。
　　數值計算方面是在勢流理論的基礎上,以簡單格林函數為基本解,利用邊界元方法(BEM)建立了

2、數學模型;水槽試驗采用規(guī)則波,進行了單列、雙列半圓型潛堤的試驗。
　　雙列半圓型潛堤采用兩種試驗形式,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,S潛堤間距,L波長)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,k波數,h水深)曲線。根據采集的數據分析了潛堤個數(N)、潛堤半徑(R)、潛堤間距(S)、波浪周期(T)和波浪破碎對半圓型潛堤的反射系數( Kr)及透射系數(

3、Kt)的影響。
　　通過數值計算與物理模型試驗, Kr~2S/L曲線中主頻共振反射周期性地出現,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,同時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論是多少列,在周期T=1.2s作用下都會發(fā)生幾乎全透射現象,半圓型潛堤基本不起作用,在工程應用中應注意避免。<