海堤工程波浪溢流问题研究进展

为了对全球气候变化背景下的海堤安全提供参考,回顾了波浪溢流研究的发展历程,从波浪溢流引起的越堤流量、内坡水流特征、越堤水流紊动特征等方面对波浪溢流相关的最新研究成果进行综述,认为波浪溢流的基本水力学参数均能够较为合理地计算得出。在此基础上分析了溢流、越浪、波浪溢流的等价性,指出了下一步需要针对波浪溢流区别于越浪的水动力特征及其对海堤作用与越浪对海堤作用的异同开展研究,为海堤的设计、评估和加固提供依据。     

不同海堤内坡护坡下的波浪溢流量特征及通用化计算方法

该文基于全尺度的大型水槽试验结果,分析了不同海堤内坡护面条件下的稳定溢流量和波浪溢流量特征,并针对每一种护面给出了计算方法,讨论了不同海堤内坡护面条件下波浪溢流量分布特征的产生原因。从稳定溢流与波浪溢流相关性的角度,对波浪溢流量进行标准化处理,提出了与海堤护坡条件无关的波浪溢流量计算方法,将该研究成果拓展到不同的海堤内坡护坡方式,为海堤的设计、评估和加固提供更好的参考依据。     

波浪作用与海堤外护坡适应型式分析

该文介绍福建沿岸海区的波浪特点以及波浪和海堤外护面之间的作用,分析了波浪大小与海堤外护坡的适应型式,可供海堤防护设计参考。     

基于数值波浪水池的波浪中船舶水动力计算

此文基于CFD方法建立了数值波浪水池,模拟了波浪的生成和传播,并对规则波浪中航行船舶的水动力进行了计算研究.文中讨论了适合船舶在波浪中航行的数值模拟的波浪环境表达,验证了参考坐标系下数值波浪水池中波浪生成和传播及消波等,模拟计算了多个航速项浪与斜浪航行的约束Wigley-Ⅲ船模的水动力以及项浪中航行船舶的波浪增阻.计算结果与DUT(Delft University of Technology)的试验数据及势流理论的结果吻合良好.对比和研究表明,本文的方法能细致描述船舶周围的流场,且比实验更易实现和控制,在船舶的水动力性能分析和运动预报等方面具有广阔的应用前景.     

河道堤防内波水动力特征在不同护坡方式下的试验研究

对4种常用河道堤防护坡方式,结合室内水槽试验对其内波水动力特征进行分析。结果表明：碾压混凝土护坡在同一水深条件下波速最大,高性能加筋草皮护坡方式下内波波高与波速散点都分布在上端,对河道堤防内波水动力特征影响程度在4种护坡方式下最小,可在河道治理设计中推广应用。     

不同护坡方式下的河道堤防内波水动力特征试验分析

文章结合室内水槽试验,对碾压混凝土护坡、浆砌石护坡、格宾石笼护坡、高性能加筋草皮护坡4种常用护坡方式下,下河道堤防内波水动力特征进行分析,结合试验结果建立了不同护坡方式下内波对应平均水深和平均流速之间的相关方程,并提出了特征波高与特征峰值水深之间的换算关系及波高与波速的简单计算公式。研究结果对于河道堤防稳定性设计具有重要的参考价值。     

袁河新泉乡段梯级溢流堰水动力模拟及侵蚀分析

为了分析梯级溢流堰对袁河新泉乡段河道行洪及河床抗冲的影响,优化河道治理工程中溢流堰布置,建立了将拦河溢流堰作为闭边界条件的二维水动力数值模型,采用非结构化网格的有限体积法,对比分析了十年一遇洪水情况下梯级溢流堰建设前后河道水动力、河道水位、流场沿程变化特征,讨论了溢流堰布置对河道防洪及冲刷的影响.结果表明,在十年一遇洪...     

波浪数学模型在南日岩下海堤除险加固工程中的应用

介绍了在南日岩下海堤除险加固工程设计中,通过建立波浪数学模型,确定开敞式海堤波浪要素,为该工程确定安全可靠、经济合理的除险加固方案提供必要的依据。     

斜向波浪作用下海底管线周围水动力特性数值研究

管线周围的水动力因素是管线冲刷的主要原因之一。基于OpenFOAM开源程序,结合改进后的速度入口造波法,建立三维波浪数值水槽,耦合分离涡紊流模拟方法,对管线周围水动力特性进行研究。分析了波浪入射角为30°、45°、60°和90°和KC数为5、8和11的波浪作用下,管线周围的流场结构进行分析,探讨入射角和KC数对管线周围水流结构的影响规律。结果表明:波浪作用下,入射角和KC数对管线周围水流结构具有较明显的影响。且随入射角增大,管上表面水流分离现象明显,管后正负涡量相邻分布的特征减弱;随KC数增大,管线附近涡量分布范围增大,正负涡量逐渐分离。     

斜坡式海堤结构尺度对越浪量的影响研究

为系统研究坡式海堤结构尺度对越浪量的影响,开展了相关波浪水槽试验,在观察越浪量试验现象的基础上,分别研究了斜坡坡度、防浪墙顶超高、防浪墙高度对斜坡式海堤越浪量的影响。结果表明:防浪墙顶超高对越浪量的影响最为显著,越浪量随防浪墙顶超高的增大而减小,且减小趋势随之变缓,无量纲形式下的越浪量随相对防浪墙顶超高的增大呈现较明显的指数递减关系;随着斜坡坡度的增大,因斜坡面上损耗能量的增加大于反射能量的减少,越浪量总体呈现减小的变化趋势,斜坡坡度对越浪量的影响不及防浪墙顶超高;防浪墙顶超高一旦确定,防浪墙高度对越浪量的影响相对较小。     

基于RANS方程的海堤越浪数值模拟

基于FLUENT商业化软件,以RANS方程为控制方程,基于有限体积法,采用k-epsilon湍流模型,运用一种“解析松弛”方法实现了适用于VOF方法的数值源造波技术。在该数值波浪水槽中对规则波在不可渗透简单斜坡堤上越浪过程进行了数值模拟,将越浪量计算值同物理实验结果及基于非线性浅水方程的数值结果进行了比对。结果表明：该数值模型能够较好地复演海堤越浪过程,同基于非线性浅水方程的数值结果相比,能更有效地模拟含有强烈卷吸、射流和破碎的海堤越浪问题。     

高滩陡坡地形下电力设施海堤的越浪量试验

以浙江舟山某海岛高滩陡坡地形下的电力设施海堤为例,通过物理模型试验,分别研究了平台宽度、平台超高、防浪墙高度对海堤越浪量的影响,并采用方差分析法进行了敏感性分析。结果表明:平台超高对越浪量的影响最为显著,防浪墙高度次之,平台宽度影响最小;无量纲形式下的越浪量随防浪墙顶超高的增大呈现较明显的指数递减关系。据此提出了电力设施海堤防浪结构的合理设置方式。     

单坡堤上不规则波越浪量的估算

通过对影响单坡堤上不规则波越浪量的主要物理因素的分析，根据模型试验结果，讨论了各相关因子对越浪量的影响，从而可由波浪特征值及建筑物形态来确定越堤水量。     

淤地坝淤积对漫顶溃坝洪水影响数值模拟研究

为分析淤地坝淤积高度对漫顶溃坝洪水的影响,选择理想沟道和某小流域内的淤地坝为研究对象,采用耦合溃口演变过程的水动力数值模型,模拟分析了不同淤积程度下淤地坝溃坝洪水过程。研究表明:溃坝洪水流量随淤积高度的增加而减小,且洪峰流量与淤积高度的关系可用二次多项式拟合,相关系数均在0. 99左右,拟合精度较高;淤积高度至坝高20%和40%时,洪峰流量削减率分别达40. 50%和68. 71%,可见在淤地坝运行初期和中期,淤积对洪峰流量的削减效果显著。研究成果对淤地坝系规划及安全度汛有指导意义。     

湖泊水动力特征与数值实验模拟研究综述

回顾了国外湖泊水动力数值模拟研究的主要成果 ,以及国内关于流场、定振波和波浪研究等方面的主要成果 ,指出湖泊水动力学的主要发展趋势为湖泊水动力模型与大气边界层模型、物质传输模型的耦合 ,建立全面、系统、适用性更强的数值模型。最后提出 ,应将湖泊水动力学与大气动力学、现代沉积学、生态环境动力学结合起来 ,以使我国湖泊学的研究得到进一步的发展     

基于水流动力作用的河道岸坡稳定性能分析

以水动力学为基础,以山东某河道岸坡为例,采用水动力学-土力学边坡分析方法分析了岸坡在水流动力作用下的变化规律。分析结果表明：不同土质类型的岸坡受到河流冲刷作用的影响程度不同,粒径越大的土质越易受到冲刷,基于水流动力作用的岸坡稳定性分析方法能够更为真实的反映岸坡形态以及稳定性随时间变化的规律。     

洪水漫坝模糊可靠度分析简化模型探讨

介绍了目前洪水漫坝可靠度分析的基本模型,指出了其缺点在于过于繁琐,且大多没有考虑模糊性.在简化随机荷载和随机抗力的基础上,综合考虑其随机性和模糊性,提出洪水漫坝模糊可靠度分析的简化模型,并介绍了该模型的一种近似解法.算例分析结果表明该模型对随机变量的特征参数准确性要求较高,在随机变量特征参数不确定时,该近似解法可作粗略的估算;在确保随机变量特征参数相对准确的前提下,该近似解法的计算成果具有满意的精确度.     

漫坝风险分析在水库运行管理中的应用

本文运用漫坝风险分析理论,综合考虑影响漫坝的洪水、风浪、库容、泄水能力四方面的不确定性,建立了东武仕水库大坝对抗洪水系列与风浪系列联合作用的漫坝风险模型,计算了水库在现行的防洪标准及调度方案下的大坝漫坝风险及安全可靠度,从而对水库漫坝安全做出评价。此外,在保证东武仕水库大坝漫坝安全可靠度高达99．999％以上的基础上,结合下游河道的泄洪能力、淹没范围等具体情况,通过计算分析,建议将水库的汛限水位提高1．5m,可使水库多蓄水1470万m^3,取得直接经济效益400万元。