摘要：为填补通航隧道船舶通航安全关键技术研究的空白,基于完全非线性Boussinesq方程的开源程序包FUNWAVETVD建立了直线运河中通航隧道内船行波运动的数值模型,重点分析了船舶在通航隧道中诱导生成的船首孤立波波高以及波速的时空分布规律,并讨论了船行波对船舶连续通航的安全影响.研究得到了最大船首孤立波波高ηmax与船舶吃水P、Fr、通航隧道的水深、宽度以及船型的多元非线性回归方程;基于孤立波波面方程的理论假设,对通航隧道内船首孤立波的波速进行分析,发现船首孤立波的前波面与孤立波波面方程吻合较好,以孤立波的理论波速作为船首孤立波的传播速度,给出了通航隧道内船舶连续通航时安全航距应满足的关系式.结果表明,该模型能较好地捕捉船行波在通航隧道中的传播演变过程.研究结果可为单线直线运河中通航隧道的设计提供参考和依据,并可为通航隧道船舶通航安全关键技术标准或规范的制定奠定理论基础.

摘要：该文基于XBeach模型开展海平面上升导致波浪作用强度增加对岸滩演变的影响数值计算研究,通过经典波浪水槽实验及现场观测数据对模型进行验证,结果表明该模型可以准确地模拟波浪向岸传播过程中波高及流速的变化,能较好地预测波浪作用下岸滩的冲淤演化趋势,可用于岸滩演变冲淤变化数值计算研究。在Delta Flume实验的基础上,探讨海平面变化与岸滩演变之间的关系,结果表明,海平面上升和静水面位置变化是引起海岸动力作用强度不同的原因,在波浪作用不同的时间段,海平面上升直接淹没导致的岸线蚀退和海岸动力强度变化导致的岸线蚀退分别占据岸线蚀退总量的主导地位。

摘要：波浪破碎卷入气体易对建筑物受力产生压力振荡,了解波浪作用下建筑物附近掺气水流的运动特性是精确计算建筑物受力的前提.基于OpenFOAM开源程序包和修正速度入口造波方法建立三维数值波浪水槽,模型采用S-A IDDES湍流模型进行湍流封闭,并采用修正的VOF方法捕捉自由液面,数值模拟了规则波在1:10的光滑斜坡上与直立结构物的相互作用过程,重点分析了结构物附近的水动力和掺气水流运动特性.结果表明,建立的数值模型能精确地捕捉波浪作用下直立结构物附近的自由液面的变化以及气泡输运过程,较好地描述气体卷入所形成的气腔形态以及多气腔之间的融合、分裂等过程;波浪与直立结构物相互作用产生强湍动掺气水流,其运动过程十分复杂;掺气流体输运过程中水气界面周围一直伴随着涡的存在,其中,气泡的分裂与周围正负涡量剪切作用密切相关,且其输运轨迹主要受周围流场的影响;研究揭示了结构物附近湍动能与掺气特性的关系,发现波浪作用下直立结构物附近湍动能的分布与掺气水流特征参数(气泡数量、空隙率)整体呈现一定的线性关系.

摘要：双排开孔圆筒防波堤是一种新型环境友好型防波堤,对其消浪特性的研究具有重要工程意义。随着人工智能的发展,基于机器学习技术求解防波堤水动力学问题成了一种新的研究范式。本文提出基于麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)优化卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)模型,实现对双排开孔圆筒防波堤透射系数的智能优化预测。结果表明:(1)确定波高、波周期、波长、波速、排间距、开孔率、水深为影响透射系数的关键因子;(2)当SSA-CNN模型的种群数量为10时,对波浪透射系数预测的R2值达到0.9909,平均相对误差相比单一的CNN模型降低了5.07%。研究成果为利用神经网络研究波浪透射问题提供了一种新的优化预测模型。

摘要：基于完全非线性Boussinesq方程的开源程序包FUNWAVE-TVD建立了限制性航道中船行波运动的数值模型,重点分析了船舶在该类型航道中诱导生成的最大船首孤立波波高、最大船尾波波高以及最大近岸横向流速的时空分布规律。结果表明:模型能较好地捕捉船行波在限制性航道中的演化过程;根据回归分析得到了最大船首孤立波波高ηmax与船舶吃水p、弗汝德数Fr的幂函数型经验关系;最大船尾波波高ηmax及最大近岸横向流速uymax随船舶吃水p和弗汝德数Fr的不同呈分段式变化规律。研究结果可为限制性内河单线航道的设计以及通航要求提供参考。

摘要：在开展教育教学改革的大背景下,高校课程改革是其中极为重要的一环。“海洋工程环境学”课程作为船舶与海洋工程专业核心课程,有着课程难度大、课程知识点抽象、学生学习起来困难这些有待解决的问题。传统线下教育难以满足如今的教学需求,而线上教育的不成熟也难保证教学质量。文章提出利用现代信息融合技术,以长沙理工大学“海洋工程环境学”课程为例展开论述,采用线上线下混合式教学对课程进行改革,以打造线上线下混合模式一流课程为目标提出了具体建设计划。

摘要：为探究高桩码头桩基础形式下的群桩水动力特征,基于Flow-3D软件对来流速度为0.25~1.50 m/s的3×3群桩阵列绕流的湍流流场进行三维数值模拟。研究结果表明:桩柱的两侧均形成高速区,随着来流速度的增加,高速区范围显示出逐渐扩大的趋势。上游桩后方的回流区范围较大,而中游桩和下游桩的回流区大小基本相同,均小于上游桩的回流区。随着来流速度的增加,剪切力和流体力逐渐增大,并随来流速度呈非线性增长趋势,且上游桩受力最大,下游桩次之,中游桩受力最小。随着来流速度的增加,群桩尾涡核心区的涡量随之增大,中游桩和下游桩后方的尾涡强度明显比上游桩的弱,中游桩和下游桩的尾迹涡长度保持稳定。随着来流速度的增加,漩涡强度显著提高,前桩与后桩之间的漩涡相互纠缠。研究成果对于理解群桩绕流的水动力特性具有重要意义,可为工程设计和实际应用提供参考。

摘要：通过对4种不同结构形式的浮式防波堤进行实验研究,分析了浮式防波堤在规则波作用下防波堤透射系数与模型顶板相对入水深度q/d、相对板间距s/d、相对板长B/L以及顶板开孔的关系.研究结果表明,相对板长是影响防波堤消浪性能的最重要因素.在加大锚链拉力的同时,增加防波堤长度是提高防波堤消浪性能的有效方法.

摘要：基于波浪水槽试验,对孤立波通过潜堤的传播变形、透射系数和波浪爬高开展研究,分析了潜堤消浪效果、波浪爬高与相对堤顶水深和潜堤透水率的关系.研究结果表明,在相同透水率的条件下,透射系数随着相对堤顶水深的增大而增大.波浪爬高明显随着入射波高的增大而增大,并且成线性趋势,在同一透水率下,波浪爬高随着堤顶水深的增大而增大.