摘要：波浪力是作用在离岸建筑物上的主要荷载,准确预测作用在结构上的波浪力在实际工程设计中极其重要,它决定着该结构是否能够安全可靠地工作。目前的研究大多集中在单向波浪作用下结构物所受的波浪力,而真实的波浪是三维多向不规则波浪。基于物理模型实验,系统地研究了多向不规则波浪作用下大尺度墩柱所受波浪力的特性。结果表明波浪的方向分布对波浪荷载具有明显的影响,尤其是对横向力,在方向分布宽度较大时,作用在墩柱上的横向力可达此时作用在墩柱上正向力的40%,这在实际工程设计中不能忽略。

摘要：通过三维随机波浪对直立堤作用的试验研究,分析了单位堤长上波浪力的变化规律,着重研究了主波向角和波浪方向分布对波浪力的影响,发现波浪入射角小于45°时,波陡较小的单向波作用力随波向角呈明显的增大趋势.给出了波浪力沿堤长的纵向分布,以及单元堤上波浪力纵向折减系数的计算公式;建议了2种计算斜向波和多向波作用在整个单元堤上最大总波力的方法,可供理论研究和工程设计参考应用.

摘要：为研究中、美、英规范在跨海大桥桩基波浪力计算方法上的差异,对我国《港口与航道水文规范》(JTS 145-2015)、英国《海工规范》(BS 6349-1:2000)和美国《海岸防护手册》(EM1110-2-1100)中小尺寸桩柱波浪力的计算原理、适用范围和参数进行对比,并以平潭海峡大桥为例计算其桥墩桩基的波浪力。研究结果表明:中、美、英三国规范小尺寸桩柱波浪力计算均采用莫里森方程,速度和加速度均依据线性波浪理论确定,但由于计算方法不同,各国规范在适用范围和参数(静水面以上波峰高度、最大总波浪力和力矩、阻力系数和惯性力系数、修正系数)存在差异;虽然各国规范波浪力计算结果存在差异,但随着波浪参数的变化,其结果变化规律一致且稳定。

摘要：为拓展MacCamy绕射理论在大尺度桥墩波浪力计算方面的适用性,采用数值与解析相结合的方法对大尺度桥墩波浪力的计算模式进行了研究.首先基于数值方法研究了波浪作用下截面尺寸及截面形状对桥墩惯性力系数的影响;然后引入绕射系数对Morison方程进行修正,提出了能够适用于大尺度结构物波浪力计算的修正Morison方程.研究结果表明:相比圆截面桥墩而言,方形截面桥墩的惯性力系数值下降更快,大尺度效应更加明显;通过引入绕射系数修正后的Morison方程用于计算大尺度圆形桥墩波浪力后与数值解更接近;纵向尺寸取0.2倍波长时能较好的计算大尺度方型桥墩波浪力.

摘要：为了研究波浪作用下多孔介质海床特性和结构物埋深及施工下放速度等因素对结构物所受波浪力的影响,采用修正RANS方程和Forchheimer饱和阻力模型控制流体流动,流体体积法(VOF)追踪自由液面,并采用κ-ε闭合方程进行求解,建立波浪-多孔介质海床-结构物相互作用研究的三维耦合数值分析模型。首先,进行数值模型的验证分析,包含多孔介质海床对波浪传播的衰减效应,波浪作用下结构物周围湍流流动以及海床多孔特性条件下WAVEFORCES结构物所受波浪力。然后,进行结构物所受水平波浪力影响因素的参数分析,主要包含波浪条件,多孔介质海床特性及结构物特性三个方面。结果表明:将多孔介质海床简化为刚性不可渗固体而忽视海床多孔特性,会低估结构物所受的波浪力数值;大波高长周期波浪作用下,深水结构物所受波浪力较大;海床孔隙率、颗粒直径、海床厚度显著影响结构物所受波浪力;同时,结构物直径、截面形式、埋置深度及其施工下放速度v等结构物特性对波浪力的影响同样显著。因此,工程实践中,应同时考虑波浪条件、多孔海床特性和结构物埋置深度及动态运动过程,合理计算结构物所受波浪力数值,以指导结构设计和施工。

摘要：为适应大容量海上风机的承载需求,支撑机构的尺度越来越大,在水动力学上可能介于小尺度和大尺度之间.对于这类中等尺度的结构,其波浪力的组成和计算方法对于海上风电工程设计十分重要.本文通过建立数值波浪水槽,对直立圆柱在线性波条件下的波浪力进行数值模拟研究.通过分别求解带自由面的Navier-Stokes(N-S)方程和Euler方程,准确分离黏性力与惯性力,详细探讨了黏性力和惯性力随圆柱尺度比的变化规律,给出了各自表现显著的尺度区间,定量分析了忽略黏性力或绕射力产生的误差.据此提出了中等尺度的概念,并给出了不同尺度结构波浪力的计算方法.

摘要：桥梁基础在波浪环境下的施工安全关乎桥梁建设的稳定性,需要给予足够的重视。利用数值模拟手段,基于改进的RNG κ-ε模型,采用VOF法模拟自由液面,在保持相同迎浪断面的情况下,建立圆形、圆端形、矩形和多边形4种不同断面形式桥梁基础受波浪作用的三维数值模型,对比其受力差异,并结合流场数据加以分析。结果表明:相同波浪条件下4种不同断面形式的结构所受到水平波浪力中以圆形结构为最小,矩形结构为最大,其总水平波浪力幅值较圆形结构增大10%左右;桥梁基础结构在波浪的作用下,基础周围会受到绕流作用,使得结构部分位置处的流速增大并出现流速集中现象,在矩形结构周围这一现象最为突出,多边形结构的情况与之类似,而圆形及圆端形结构的流速集中现象则相对较弱;按规范计算得到的等效圆柱波浪力相较于数值模拟结果大23%~29%,按等效方柱计算得到的波浪力相较于数值模拟结果大10%~13%。从工程设计的角度看,采用圆弧形的结构设计有助于减小波浪荷载和削弱桥梁基础局部的流速增大与流速集中现象。

摘要：随着超大型海洋结构物的设计和研究日益受到重视，研究多物体之间的流体动力干扰特性显得十分必要。用波动源在截面周线上分布的方法，就垂直桩柱间三维流体动力干扰对波浪力的影响进行了系统的研究，不仅可得到单行柱列的流体动力干扰力学机理的新特性，而且对多行桩柱阵列的研究也取得了若干新的发现：多行柱柱阵列的遮蔽作用强于单行的；无论是单行还是多行柱列，其流体动力干扰特性存在一个十分敏感的来波频域，在此区域内，力的幅值会大大超过其他频域的受力，而且桩柱阵列与交错阵列的力学特性也有所不同。这对超大型海洋结构物的设计有着重要的指导意义。

摘要：本文在综合考虑斜坡式防波堤和开孔防波堤优势的基础上,提出了一种斜开槽防波堤;在保证港池内水域安全的同时,提高了港池内外的水体交换效率。通过室内物理模型试验和数值模拟计算,对规则波作用下斜开槽防波堤受到的波浪力等进行研究与分析。结果表明:斜开槽防波堤受到的垂直波浪力明显大于水平波浪力。随着入射波高、入射波周期、静水深的增加和开槽宽度减小,防波堤受到的最大水平和垂直波浪力均增加;相同入射波周期条件下,随着入射波陡增加,无量纲最大水平波浪力和垂直波浪力均相应增加,且入射波周期越大,其增幅越大。本文的研究结果可以为斜开槽防波堤的设计和工程应用提供一定的依据。

摘要：在JTJ 213—1998《海港水文规范》及JTS 154-1—2011《防波堤设计与施工规范》中对斜坡式防波堤胸墙波浪力计算有所规定,但与物理模型试验实测结果相比有一定差异。结合工程实例,对现行规范计算结果与物理模型实测结果进行对比分析,总结了本工程防波堤胸墙的实际受力模式,供类似工程设计时参考。