浮箱-水平板式浮防波堤水動(dòng)力特性研究.pdf

1、港口建設(shè)已逐步進(jìn)入到深水浪大、環(huán)境條件惡劣的海域。傳統(tǒng)的坐底式防波堤結(jié)構(gòu)已不能滿足深水港口建設(shè)的要求。為此，研究消波效果好、造價(jià)低廉、適應(yīng)軟土地基，滿足港內(nèi)水質(zhì)環(huán)境要求的防波堤結(jié)構(gòu)型式，具有重要的意義。
　　 基于此，本文提出了垂直導(dǎo)樁錨泊浮箱.水平板式浮防波堤和錨鏈錨泊浮箱.水平板式浮防波堤兩種結(jié)構(gòu)型式，并對(duì)這兩種新型浮式防波堤的水動(dòng)力特性進(jìn)行了物理模型試驗(yàn)和數(shù)值模型計(jì)算研究。另外對(duì)浮箱式浮防波堤的水動(dòng)力特性也開展了物理模型試

2、驗(yàn)和數(shù)值模型計(jì)算研究工作。
　　 首先，對(duì)浮箱式浮防波堤開展了物理模型試驗(yàn)，研究了規(guī)則波作用下浮箱式浮防波堤的透射系數(shù)、運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和錨鏈?zhǔn)芰μ匦?。探討了相?duì)寬度、波高、錨鏈相對(duì)拖地系數(shù)、錨鏈剛度、導(dǎo)鏈孔處傾角以及浮箱相對(duì)吃水對(duì)浮箱式浮防波堤水動(dòng)力特性的影響。另外對(duì)浮箱式浮防波堤的透射系數(shù)與錨鏈?zhǔn)芰Φ南嚓P(guān)性進(jìn)行了研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，改變相對(duì)寬度、錨鏈剛度和導(dǎo)鏈孔處傾角對(duì)透射系數(shù)、運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和錨鏈?zhǔn)芰τ绊懢^大。
　　 其次，對(duì)

3、垂直導(dǎo)樁錨泊浮箱·水平板式浮防波堤開展了物理模型試驗(yàn)和數(shù)值模型計(jì)算研究。通過(guò)物理模型試驗(yàn)研究了規(guī)則波作用下垂直導(dǎo)樁錨泊浮箱.水平板式浮防波堤的透射系數(shù)和垂蕩運(yùn)動(dòng)響應(yīng)。探討了相對(duì)寬度、波高、水平板寬、水平板層數(shù)，水平板與浮箱間距以及浮箱相對(duì)吃水對(duì)消波系數(shù)(包括透射系數(shù)、反射系數(shù)、波能衰減系數(shù))和垂蕩運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的影響。并對(duì)消波系數(shù)與垂蕩運(yùn)動(dòng)的相關(guān)性進(jìn)行了分析。試驗(yàn)結(jié)果表明，垂直導(dǎo)樁錨泊浮箱，水平板式浮防波堤在相對(duì)寬度為0.2時(shí)，可使透射系數(shù)低

4、于0.5；即使在長(zhǎng)周期波浪(在試驗(yàn)范圍內(nèi)，周期為1.28s～1.55s的波浪)作用時(shí)，透射系數(shù)也可降至0.8左右。根據(jù)本文的試驗(yàn)成果，浮箱下部設(shè)置一層板型式的垂直導(dǎo)樁錨泊浮箱。水平板式浮防波堤的消波效果較為理想?；诰€性時(shí)域理論，建立波浪對(duì)浮箱.水平板式浮防波堤作用的時(shí)域內(nèi)的積分方程，應(yīng)用邊界元方法求解，再應(yīng)用牛頓第二定律建立浮箱-水平板式浮防波堤的時(shí)域運(yùn)動(dòng)方程，采用四階Runge-Kutta方法求解，由此建立起浮箱-水平板式浮防波堤的

5、數(shù)值模型。根據(jù)該數(shù)值模型對(duì)垂直導(dǎo)樁錨泊浮箱-水平板式浮防波堤的消波系數(shù)和垂蕩運(yùn)動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行了計(jì)算并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。另外應(yīng)用數(shù)值模型計(jì)算了垂直導(dǎo)樁錨泊浮箱.水平板式浮防波堤的導(dǎo)樁所受水平力。
　　 最后，對(duì)錨鏈錨泊浮箱.水平板式浮防波堤開展了物理模型試驗(yàn)研究和數(shù)值模型計(jì)算研究。通過(guò)物理模型試驗(yàn)探討了規(guī)則波作用下，水平板層數(shù)不同、浮箱吃水不同對(duì)透射系數(shù)的影響。錨鏈錨泊浮箱-水平板式浮防波堤的浮體部分的數(shù)值模型的建立方法與垂直導(dǎo)樁錨