双层水平板型防波堤水动力特性研究

摘要

针对仍处于概念期的一种透空式防波堤结构——双层水平板型防波堤，通过物理模型试验，研究了该型式防波堤与规则波和不规则波的相互作用。考虑相对波高H/d，相对板宽B/L、相对水深d/L等影响因素，分析了上述各参数对双层水平板型防波堤的消浪效果和波浪荷载的影响，给出了透射系数、同步点压力分布、压力包络和波浪总力随以上主要影响参数的变化规律。 1.关于双层水平板型防波堤消浪效果： (1)双层板型防波堤消浪效果受到相对板宽B/L、相对波高H/d和相对水深d/L等因素的耦合影响。在本试验范围内(规则波作用时：当相对板间距s/d=0.2083-0.3125，相对波高H/d=0.1250-0.50，相对板宽B/L=0.2845-0.7169，相对水深d/L=0.1075-0.3190；不规则波作用时：当相对板间距s/d=0.2083-0.3125，相对波高H/d=0.1250-0.50，相对板宽B/L=0.2294-0.5531，相对水深d/L=0.0877-0.2367)，波浪透射系数小于0.5。 (2)相对板宽B/L、相对水深d/L是影响双层板型防波堤消浪效果的主要因素。在其它条件相同的情况下，透射系数随着相对板宽以及相对水深的增大而减小。当相对波高、相对水深一定时，在试验范围内，对于规则波而言，存在最小透射系数值。当板宽大于入射波长的0.5倍，透射系数基本不变。对于不规则波而言，板宽越大，消浪效果越好。当板型堤为平顶堤时，消浪效果优于出水堤以及潜式堤。 2.关于双层水平板型防波堤的波浪荷载： (1)在有效波高3米、谱峰周期9秒的不规则波作用下，结构上层板和下层板所受向上和向下的最大波浪动压强不超过30KPa，该量级与波浪作用于直墙上的立波波压力基本相同。 (2)在本试验范围内，结构上层板和下层板所受向上和向下的无因次总力随着相对波高的增大而减小、基本不随相对板宽的增大而变化、随着相对水深的增加而增大。双层水平板型防波堤在不规则波作用下受到的总力比在规则波作用下受到的总力大。但总力和压力分布随H/d、B/L和d/L等影响因子的变化规律两者基本相同。 (3)整体结构的无因次总力随着相对水深的增加变化不明显。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

1.1 论文背景及研究意义

1.2防波堤结构的发展与研究现状概述

1.3 国内外有关水平板式防波堤的研究成果与现状

1.4本文的主要工作

2物理模型试验

2.1模型相似准则

2.2试验设备及仪器

2.3试验工况

2.4模型试验方法

3消浪性能试验结果分析

3.1透射系数的定义

3.2试验基本现象描述

3.3规则波透射系数影响因素分析

3.4不规则波透射系数影响因素分析

3.5 小结

4结构总力试验结果及影响因素分析

4.1波浪压力测点布置

4.2结构总力试验结果

4.3规则波作用下结构总力影响因素分析

4.4不规则波作用下结构总力影响因素分析

4.5 小结

5波压力分布(包络)试验结果及点压力影响因素分析

5.1 点压力沿各表面的分布规律

5.2规则波作用下点压力影响因素分析

5.3 不规则波作用下点压力影响因素分析

5.4 小结

6波压力分布(同步)试验结果及分析

6.1 规则波

6.2不规则波

6.3 小结

7结论与展望

7.1 研究结论

7.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢