摘要：China's newly enacted Breakwater Design Specifications(JTS154-2011) explicitly state that breakwaters with water depths greater than 20 m are categorized as deep-water breakwaters, and emphasize that design principles, methods and construction requirements are different from those of common shallow water breakwaters. However, the specifications do not make any mention of how to choose wave force calculation methods of deep-water breakwaters. To study the feasibility of different formulae for wave force estimation of deep water combined breakwaters, the wave force calculated by the Sainflou's, Goda's, modified Goda's and specifications' methods are compared for various water depths and wave heights in this paper. The calculated results are also compared with experimental data. The total horizontal forcing and the pattern of pressure distributions are presented. Comparisons show that the wave pressure distributions by the four methods are similar, but the total horizontal forces are different. The results obtained by the Goda's method and the specified formulae are much closer to the experimental data. As for the wave force estimation for the deepwater mixed embankment foundation bed parapet, the Goda's formula is applied in the case with a water depth of less than 42 m. The Specifications method is suitable for standing waves. In the wave force estimates of breastworks, Sainflou's and the modified Gaoda's formulae are no longer applicable for the foundation bed of mixed embankment.

摘要：提出一种集成振荡水柱式发电(OWC)气室的桩基透空式防波堤结构方案,与已有方案相比,该方案在波浪周期5 s时有更好的波浪能发电效果,同时兼顾良好的消浪性能,且允许水体通过防波堤进行交换。通过物模试验研究该防波堤的3种不同结构形式在不同波高、周期、气室前墙入水深度、有无直立挡浪板情况下反射波高、透射波高、气室出气口空气流速变化情况。基于试验结果分析该方案消浪效果、气室波能-动能转换率和单位宽度每小时波能-动能转换量的变化情况以及三者之间的关系。分析得到3种结构形式中:结构形式A在波浪周期为5 s时转换率和转换量较高,结构形式B、C在周期较大为6、7 s时有较好的消浪效果,透射系数均保持在0.5以下。

摘要：为研究人工岛尺度变化和波浪方向分布对人工岛绕射波浪的影响,基于MIKE21-BW模型应用数值方法模拟人工岛波浪绕射过程。数值结果与Briggs等的物理试验结果的对比表明两者吻合较好,验证了模型的适用性。在规则波条件时,圆形人工岛绕射波浪的数值结果与线性波浪绕射理论解基本一致;采用该模型分别模拟了6种尺度的圆形人工岛、单向不规则波和9种方向分布θ_(max)、4种谱峰周期条件时绕射波浪分布情况。分析结果表明,圆形人工岛绕射系数随着尺度的增加,掩护区绕射系数随之减小;θ_(max)在10°~45°范围内,随着θmax的增大,绕射系数随之增大,θ_(max)在45°~75°内绕射系数变化较小;随着谱峰周期的增加,绕射系数随之增大。研究成果既为相关规范的完善提供了基础,也为相关工程设计提供了参考。

摘要：为研究尾流为平行双涡脱落形态下并列不同倒角柱体的绕流水动力特性,本文使用Fluent软件,采用大涡模拟方法模拟了雷诺数Re=3900、3种间距比、5种不同倒角情况下并列柱体的三维流场。验证了模型的有效性,分析了平行双涡脱落形态下柱体后方瞬时流场、时均流场、水动力参数的变化情况。分析结果表明:随着倒角半径R+的增大,并列柱体剪切层稳定性逐渐增强;R^(+)=0.1时柱体后流体在X方向和Y方向速度波动范围和波动强度最大;R^(+)=0.4时柱体所受平均阻力系数、升力系数均方根最小。本文研究结果可为相关工程设计中根据不同影响因素选取合适的倒角半径提供参考。

摘要：为研究恒定均匀流对直立潜堤波浪反射系数的影响,采用了高阶边界元方法和混合欧拉-拉格朗日时间步进方法更新瞬时自由水面,运用基于二次形状函数的网格重分方案结合四阶龙格库塔方法更新时间积分,并运用两点法得到淹没潜体前的反射系数。将数值模拟得到的波面数据与物理模型试验结果进行对比,两者吻合良好。通过数值模拟研究给出了入射波周期、水流流速、潜堤相对宽度和相对淹没深度对反射系数的影响。结果表明,水流流速和潜堤相对淹没深度对反射系数影响较大,潜堤相对宽度的影响相对较小;水流的存在会使入射波周期等参数对反射系数的影响程度发生改变,在实际工程设计时应考虑水流对潜堤防浪效果的影响。

摘要：为研究串列布置情况下,倒角变化对柱体绕流水动力特性的影响,该文采用大涡模拟方法研究了在雷诺数Re=3900和间距比L/D=3条件下,6种不同倒角(R^(+)=0.0、0.1、0.2、0.3、0.4和0.5)串列布置的柱体三维流场,模拟工作验证有效。分析了柱体后方水动力参数、瞬时流场和时均流场的变化情况,分析结果表明:随着倒角增大,上下游柱体的平均阻力系数C_(d-ave)变化趋势相反,上游柱体C_(d-ave)逐渐变小,而下游柱体的C_(d-ave)逐渐上升且均为负值;随着倒角增大,上下游柱体Sr数值相同并出现先增大后减少的趋势;两柱体之间的回流速度曲线下切深度明显增加,速度最小值出现处从下游柱体两侧向中心不断变化;串列布置下游柱体尾流宽度显著变小,在间距比L/D=3条件下,剪切层的初始分离均发生在上游柱体倒角转折处,并附着于下游柱体前端及两侧。该研究结果可为柱体绕流研究及相关工程应用提供参考。

摘要：为研究不同来流角度下局部粗糙度变化和加糙位置对圆角柱体水动力特性的影响,本文利用Fluent对雷诺数(Reynolds number,Re)N_(Re)=3900时,直边和圆角加糙情况下不同粗糙度K S/D、不同来流角度θ的单圆角柱体绕流过程进行了数值模拟,给出并分析了柱体水动力参数、瞬时涡量以及时均流场的变化规律。结果表明,相比于直边加糙,在圆角柱体圆角位置采取加糙措施及改变粗糙度对柱体的水动力特性的影响更大。在圆角柱体圆角位置加糙时,随着K S/D的增加,柱体所受平均阻力系数(Average resistance coefficient)C_(d-ave)和升力均方根系数(Root mean square coefficient of lift)C_(l-rms)整体呈逐渐减小趋势,斯特鲁哈数(Strouhal number,St)N_(St)整体呈逐渐增大趋势,柱体后方负压值整体呈逐渐降低趋势。随着来流角度θ的增加,圆角加糙柱体的水动力特性同样有明显变化。本文研究结果可为相关工程设计提供参考。

摘要：椭圆柱体的流线型结构有助于降低应力集中,增强结构稳定性。为研究椭圆柱体在振荡流作用下的水动力特性,该文利用Fluent数值模拟了雷诺数Re=200,迎流角度θ=15°、30°、45°、60°、75°和90°,轴长比R_(A)=0.5、0.6、0.7、0.8和0.9的椭圆柱体绕流过程,分析了柱体的流场特性和水动力参数等变化规律。结果表明:振荡流正向来流时,小轴长比的椭圆柱体尾涡沿顺流方向发展,随着轴长比及迎流角度的增大,椭圆柱体尾涡的强度、尺寸、脱落周期和影响范围增大,柱体两侧脱落的涡对数量增多,尾流迹线增长,偏转角度增大;迎流角度θ=0°~90°时,随着θ的增大,椭圆柱体的拖曳力系数C_(D)不断增大,惯性力系数C_(M)先减小后增大,升力系数均方根C_(l-rms)先增大后减小,C_(M)和C_(l-rms)均在θ=45°时最大;θ≤30°时,椭圆柱体可发挥减阻效果。该研究结果可为相关工程设计提供参考。

摘要：实测了导流型人工鱼礁体在纵向布设间距1.0L(L为礁体长度)和2.0L下的流场及受力特性,计算了导流型人工鱼礁体在横向布设间距(0.5L、1.0L、1.5L、2.0L)及纵向间距(0.5L、1.0L、2.0L、3.0L、4.0L、5.0L)下的水动力特性,研究结果表明:导流型人工鱼礁体流速及阻力系数的计算值与实测值吻合较好;横向布设下上升流高度、阻力系数均与布设间距成反比,0.5L时,上升流高度较大,1.0L时,上升流体积较大;纵向布设下上升流高度较平稳,上升流水平跨度、上升流体积与布设间距成正比,大于4.0L时,趋于平缓,4.0L时,流场效应较好.通过上述不同纵横间距比的组合优化研究,可在工程中为人工鱼礁体选型、设计和布设提供参考.

摘要：为研究低亚临界雷诺数Re情况下错列角度θ对不等直径双柱体绕流特性的影响,利用Fluent软件模拟了Re为3 900、间距比G/D为2.0、直径比D/d为0.5、θ=0°~180°之间9种角度的绕流过程,得到了流场涡量图、斯特鲁哈数St_1和St_2、平均阻力系数C_(d1)和C_(d2)以及平均升力系数C_(l1)和C_(l2)。研究结果表明,随着θ的从小到大,St_1先增大后减小,且在θ=30°和180°时有两个值,St_2在θ=120°~150°时明显小于其它角度;C_(d1)和C_(d2)的整体趋势都是先增大后减小,C_(l1)在θ=150°时取得极大值,C_(l2)在θ=30°时取得极小值。θ=0°时,两柱后方有单一涡脱落形态;θ=30°时,小柱后方有稳定漩涡脱落产生,大柱后方涡脱落受到干扰,且大柱有两个涡脱落频率;θ=45°~90°时,在间隙流的作用下,两柱后方均有漩涡脱落,尾流中有两列涡街;θ=120°~180°时,大柱后有稳定漩涡脱落,小柱涡脱落受到抑制。研究结果可为相关海洋工程设计提供参考。