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第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会

召开年：2013
召开地：大连
出版时间： 2013-08-05

主办单位：;中国海洋学会;;

会议文集：第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集

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1.近壁面海底管道斜向水流作用下涡激振动实验研究
- 臧志鹏;高福平;唐驰;漆文刚
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：目前对于海底管道涡激振动的研究多数为海流垂直于管道的情况,而海洋环境中海流会以各种角度作用于海底管道之上.本文将对近壁面处的海底管道在斜向水流作用下的横向涡激振动展开实验研究.试验中水流速度由零开始逐渐增大至最大值然后再逐渐减小至零.在水流加速和减速的阶段,管道振动响应存在一个滞后现象:即尽管流速是完全对称的分布,但在加速阶段管道发生振动所对应的速度要比减速阶段管道由振动变为静止对应的速度要大.研究结果表明:工程中经常采用的速度投影法则对近壁面管道涡激振动响应同样适用性;近壁面对管道在斜向水流下涡激振动特性具有重要影响,随着与壁面距离的减小,管道振动的最大幅值增大,振动触发的临界流速逐渐增大,涡激振动的频率也相应升高.
2.深水S型铺管动力响应分析
- 徐普;龚顺风;钟文军;何宁;燕晖
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：随着海洋油气资源开发越来越向深水和超深水发展，面临的海况环境更为复杂恶劣，以深水S型铺设管道为研究对象,基于OrcaFlex软件,结合实际深水S型铺管过程,建立"铺管船-托管架-管道-海床"的动力相互作用模型,应用非线性土壤模型理论,探究了随机波浪海流以及铺管船运动对管道受力与变形的影响规律.结果表明,考虑海洋环境与铺管船运动的共同作用,管道张力整体显著增加,张紧器所需张力明显增大,弯矩在上弯段托管架末端和下弯段触底点处发生突变,应力和应变在滚轮接触处均有所增大,托管架末端处达到最大,在下弯段管道应力和应变也显著增加.与铺管专业软件OFFPIPE进行静力对比分析,验证了计算结果的准确性,可为实际深水海底管道铺设设计提供理论依据.
3.斜流作用下海底管线绕流的数学模拟与试验研究
- 刘柏麟;程永舟;刘成祥;王晶
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：海底管线是海上油气田的生命线，是开发与生产海底油气资源的重要设施，是海洋油气开发的一种重要结构型式。基于柱体绕流理论研究,通过模型试验与数值模拟方法对斜流作用下海底管线周围流场及紊动特性进行了研究.应用计算流体动力学软件FLOW3D,选用RNG k-ε紊流模型,对间隙比e/D=0.2、流速v=25cm/s,水流与管线夹角α=90°、60°、45°三种情况下管线周围局部流场分布及紊动情况进行了数值计算.并对两种实验方法结果进行分析比较.结果表明模型试验与数值模拟方法结果基本一致.管道迎流侧距管中心轴线1.5倍管道直径D断面,管道顶壁以上区域沿水流方向流速随夹角α的减小而减小;在以下区域沿水流方向流速随夹角α的减小而增大.管后方距管中心轴线1.5D断面流速沿水深呈"S"型分布,受角度α的影响较大;沿管道轴线方向流速受夹角α影响较大,且随α的减少而增大.管线周围紊动强度随着夹角α的减少而增大.
4.海底管道屈曲机理研究
- 刘源;余建星;余杨;杨源;李天宇
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：围绕深海水下结构的安全问题，以南海深海区域为研究对象，确保深海水下结构的安全可靠，满足中国深海油气开发战略的重大需求，具有重大的研究意义。对于海洋工程结构物而言,深海与浅海有着本质不同.在浅海中,海洋工程结构的主要失效模式是腐蚀和疲劳引发的裂纹;而在深海中,主要的失效模式则是深海高压作用下的屈曲.为研究深海超高压力作用下的管道屈曲及屈曲传播问题,天津大学建立了深海结构试验室,并进行了多组全尺寸试验,得到的试验数据具有极大的理论意义和工程意义.特别是在管道止屈器正交穿越的试验中,得出了与现行结论不一致的试验结果,并通过进一步试验得出了新的理论.
5.载流压力管路振动能量流的理论与试验研究
- 陈忱;李天匀;朱翔;陈浩森
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：舰艇上布置了多种传递流体介质的载流压力管路,形成了振动传递第二通道,影响声隐蔽性.本文以计及初始内应力的压力管路为研究对象,利用波传播法得到点激励下管路的振动方程,通过傅立叶变换和逆变换得到管路的输入振动能量流,并在此基础上研究了压力管路的振动能量流随频率的变化规律,揭示了在恒定激励频率下振动能量流与内压的相应变化关系,最后用试验方法验证了结论的正确性,为控制压力管路的振动能量流提供了理论依据.
6.基于能量平衡方程的多向不规则波实用数学模型
- 冯春明;董胜;吉星明
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：本文在基于能量平衡方程的波浪数学模型基础上,引入文氏谱和非线性弥散关系,以提高模型的适用范围计算近岸浅水波浪的模拟精度.利用建立的新模型,选取在不同口门宽度直射和斜射多种条件下,波浪通过双突堤后的传播变形进行了数值计算,得到了与中国《海港水文规范》相吻合的计算结果,说明建立的新数值模型具有很好的工程实用性.
7.江苏沿海风暴流场数值模拟——以1109号台风'梅花'为例
- 顾茜;陈永平;张长宽
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：以1109号台风"梅花"为例,利用MIKE21的FM模块对江苏沿海近岸潮流场和风暴流场进行了数值模拟,探讨了流场分布和变化情况.模型采用高精度的无结构三角形网格,开边界条件分别由东中国海大范围潮波模型和静压增水公式提供,表面风场条件由QSCAT/NCEP再分析风场资料和捷氏台风经验模型混合构造而成.计算结果表明,本文所采用的模拟方法可以较好地复演研究区域的潮流场和由台风引起的风暴流场,两者特点显著且存在较大差异.
8.集合化台风风场的构建方法研究及应用
- 陈永平;顾茜;张长宽
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：基于中国气象局、美国国家气象局、日本气象厅和中国台湾气象局等4个预报中心的台风预报资料,利用加权消除偏差集合方法对预报期内影响中国海域的台风路径和最大风速进行了24h、48h和72h预报时效的控制台风预报.在此基础上,借鉴台风路径"概率圆"的思想,对所获控制台风路径和最大风速进行扰动,通过交叉组合,构建了台风期间的集合化台风风场,并将其应用到台风风暴增水的预报中.以"布拉万"台风为例,集合化预报有效减小了风场的预报误差,台风路径和最大风速预报均优于最好的单个中心预报;集合化风暴增水预报也优于基于单站气象资料的增水预报,且可有效降低漏报风险.
9.基于遗传算法的波高最大熵分布拟合研究
- 何优;董胜;孙瀚;宋大千
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：非正态理论分布,如Gumbel分布,Weibull分布等,是工程上常用的近海波高重现值估计模型.最大熵分布作为一种比较通用的模型,在海浪统计中受到关注.但由于其具有四个未知参数,求解相对复杂,应用起来极不方便.多参数的理论分布参数估计比较复杂，本文采用遗传算法对四参数的波高最大嫡分布进行参数估计，也为多参数估计提供了一种有效的方法。算例中将基于遗传算法的参数估计法与矩法进行比较，结果表明基于遗传算法参数估计的拟合效果优于矩法。
10.江苏响水海域海浪谱特性
- 陶爱峰;金飞;王瑶;娄迪
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：河海大学自2010年起在江苏响水、蛎蚜山和大丰分别陆续建立了野外观测基地,旨在全面系统地认识江苏近海动力环境,为江苏近海发展提供必要的研究依据.基于响水站2011年一整年8760笔波浪浮标资料,采用快速傅里叶变换法,基于Neumann谱型基本构成,给出了响水海域的海浪推荐谱,进而利用2012年1月的波浪实测资料对该推荐谱进行了对比验证,明确了该推荐谱的合理性和指导价值.
11.AWAC在海洋波浪观测应用中若干问题的探讨
- 曾志;陈智杰;郑斌鑫;何佳
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：从仪器使用的角度介绍了"浪龙"AWAC(Acoustic Wave And Current)在波浪现场观测中的一些使用经验,包括仪器架的设计和加工、现场投放技巧、仪器安全保障、仪器及架子的防腐和保养、数据的回放与处理等,并讨论了存在的问题.
12.福建沿海近岸海域频谱分析
- 束芳芳;蔡峰;廖康明
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：根据福建沿海海域共11个临时波浪观测站的原始随机波面观测记录,用自相关函数法、快速傅里叶变换法、最大熵谱法进行谱估计,得到波谱各特征参数,对各站的粗谱进行平滑和分析,筛选出研究海域各站海浪的样本谱,将平滑后的谱形无维量化,得到福建沿海海域海浪无维量平均谱曲线并求出对应谱参数,得到11个观测站谱峰频率f0介于0.11～0.30,以莆田平海1站谱峰频率最小,泉州石湖站谱峰频率最大,特征频率μ10、μ20分别介于1.05～2.30、1.39～1.92,谱宽度ε介于0.76～0.84.采用5种理论频谱模式对实测无维量谱进行拟合,根据拟合结果推荐JONSWAP谱或莆田谱作为福建沿海近岸海域的海浪谱型,对该海区的工程建设、海浪预报警报和海浪理论研究具有较好的参考作用,对中国其他类似海域也有一定的参考价值.
13.基于不同强迫风场的海浪数值模式
- 潘锡山;王红川;王登婷
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：以NCEP分析风场和QSCAT/NCEP混合风场为强迫场,通过第三代海浪模式WAVEWATCHIII建立波浪数值预测模式,在相同参数设置下,将模式运用到中国近海海域波浪场模拟中.采用美国大气海洋局机构NOAA再分析数据有效波高作为验证对象,验证结果表明该模式在两种不同输入风场作用下均能较好的反映该海域波浪场分布情况,但是以QSCAT/NCEP混合风场为驱动风场得到的模拟结果精度更高,说明该风场更适用于中国近海海域波浪数值研究.
14.声学测波现场实验研究
- 张文祥;刘建华;朱琴;杨世伦
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：近岸的波浪观测已引起科学界和工程界的极大兴趣,波浪对海岸侵蚀和近岸人类活动会产生较大的影响.近年来发展的声学多普勒技术,对波浪进行现场观测,不仅了克服其他观测方法的不足,而且可以实现波浪(波高,波向)和流速、流向的同步观测.利用声学仪器ADCP(1200kHz、600kHz)进行浅水海区(小于20米)现场浪、流的同步观测,并对ADCP三种不同波浪算法所得到的波浪参数结果进行对比与分析.结果表明:1)流速单元法(VSpec),表面波跟踪方法(SSpec)和压力测量法(PSpec)三种算法在不同环境条件下,各有特点,并可同时获得计算结果,在数据处理与分析过程中,可以相互对比与验证;2)在正常天气条件,20米以浅的近岸浅海环境,利用ADCP流速单元法(VSpec)计算的波浪参数,其结果一般稳定、可靠.
15.基于多浮标反演的南海海啸数值预警方法
- 任智源;王本龙;赵曦;刘桦
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：基于数值模拟建立断裂带各单元地震激发海啸波高和到达时间的数据库,依据地震海啸早期监测结果反演海啸基本参数,是发展海啸预警系统的关键技术.本文采用基于非线性浅水方程和有限体积法的浅水波数值模型,该数值模型的一个显著特色是具有自适应网格功能,适合于对大范围海域海啸传播的数值模拟.首先模拟了2011年日本东部地震海啸,并与现有的DART浮标及中国沿海潮位站所记录的实测数据进行了对比验证,表明计算结果具有较好的精度.针对南中国海马尼拉海沟潜在的地震海啸,进一步利用该模型计算该断裂带震源区各板块滑动单元作单位位移运动所引发的海啸波时空演化过程,建立了相应的数据库.发展了基于多个浮标波面测量信息的单元板块滑移反演方法,给出了南中国海马尼拉海沟发生8.0、8.8级地震时该海域海啸波面时间序列的快速反演计算结果,并与正问题的数值模拟结果进行比较.结果表明,基于多个浮标波面测量信息和数据库的快速反演计算方法对南海海啸进行预报是可行的.
16.双向波列相互作用的实验研究
- 刘殿勇;马玉祥;Marc Perlin;董国海
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：实验研究了有限水深条件下双向小夹角传播的规则波列之间的相互作用,分析了不同波浪频率以及初始波陡对波浪相互作用的影响.结果显示频率对波列之间的相互作用起主导因素:对于低频率波浪(f＜0.8Hz),波列相遇并分开过程中波形没有发生明显改变并保持二维特征;而对于高频波浪(f＞1.2Hz),波列相互作用过程中波面呈现出明显的三维特征且波列分开后波面依然没有恢复到二维特征.另外在波列相遇过程中,波浪相互叠加会导致波高增大,实验发现波浪的最大波高与初始波高呈线性关系但与频率无关.
17.水流对高阶谐波作用数值模拟
- 李洪义;马小舟;马玉祥;董国海
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：本文采用完全非线性Boussinesq波浪模型研究了波浪在潜堤演化过程中,水流对高阶谐波的影响.通过对高阶谐波进行分离得到自由波和约束波,分析了不同水流速度对自由波和约束波的波幅在经过潜堤前后的影响,发现逆流会缩短拍长,波流相互作用更快速,顺流恰好相反;在潜堤后,大部分高阶约束波会转化为自由波,逆流减小自由波波幅,顺流会增加约束波波幅,水流对潜堤后的约束波影响不大.
18.基于ALE-NS模型的数值波浪水池
- 金生;张楠;艾丛芳
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：采用Arbitrary Lagrangian&Eulerian(ALE)描述并Navier-Stokes(NS)控制方程建立了数值波浪水池.由于采用了动网格计算,可直接模拟造波板运动与自由水面的动边界问题.通过孤立波数值水槽、波浪水池中椭圆形浅滩上的波浪传播及瞬态运动圆柱产生的辐射波浪三个算例及其对应的理论与实验数据的对比,验证了该数值水池的可靠性及计算效率.
19.实验室畸形波观测
- 刘赞强
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：本文借助一个波浪物理模型试验,观测了工程前天然地形下、不同工况时近岸畸形波的存在情况.试验结果发现两种工况的近岸测点采集波序中存在畸形波,为近岸畸形波的存在提供了佐证.
20.平台陡墙式防波堤的越浪参数分析
- 陈恺;韩非非
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：文章针对平台陡墙式防波堤越浪参数计算方法进行研究,利用国内外相关规范及试验成果,结合实际工程情况,分析计算出此类结构型式防波堤的越浪参数.经对比,计算结果合理可信,可以解决实际工程问题,并可供其他类似工程参考.
21.日本港湾空港技术研究所大比尺波浪水槽介绍
- 耿宝磊;孟祥伟;刘海源;戈龙仔
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：本文在介绍日本港湾空港技术研究所(PARI)大规模波动地盘水路(LHGF)建设目的的基础上，分别详细介绍了其主水道、造波设施、造流设施及砂地基槽。大型水槽是针对海洋和海岸工程的大型试验设施，其在减小缩尺模型比尺效应、模拟结构破坏等方面有显著的优势，目前交通运输部天津水运工程科学研究院正在建设世界上最大的大型水槽，该水槽的建设有望解决中国海洋和海岸工程中一些复杂的工程问题，从而为中国海洋事业发展做出新的贡献。
22.斜坡式海堤越浪流态及越浪量数值模拟
- 安蒙华;蒋勤;张长宽
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：采用VOF自由表面追踪技术和SMAC数值计算方法,通过直接求解描述牛顿流体运动的Navier-Stokes方程及描述流体紊动过程的κ～ε方程建立了数值波浪水槽.采用该数值波浪水槽对规则波与斜坡式海堤的相互作用进行了数值模拟.同时,对波浪爬上前坡、越过堤顶、以及越浪流冲下后坡的一系列水动力过程及其特性进行了数值模拟和分析.在此基础上,通过对堤顶后半段越浪流流速变化特性的研究,分析了海堤堤顶后坡"削角"现象诱发的可能原因.最后,计算了不同波浪要素条件下的海堤越浪量,并与Holger Schüttrumpf的物理模型试验结果进行了分析比较.结果表明,采用该数值波浪水槽计算得出的越浪量值与物理模型结果吻合良好,并呈现出相同的规律性.在斜坡式海堤的优化设计中,数值波浪水槽有望成为一个有效的辅助设计工具.
23.内侧有使用要求的斜坡堤胸墙顶高程确定
- 夏运强;杨锦凌;柳玉良
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：港口工程中经常采用内侧有通道或兼作码头的防波堤，这类防波堤需要设置较高的堤顶高程，从而可以严格控制其越浪量，以保证其内侧使用功能的正常发挥。通过三个工程实例,对内侧有使用要求、外侧为斜坡式结构且胸墙部分掩护的防波堤堤顶高程与越浪量关系进行了研究,探讨性地提出了该类结构堤顶高程的确定方法,并对该类防波堤胸墙型式和堤顶允许越浪量提出建议,供工程设计参考.
24.波浪对不同位置斜坡堤的作用规律研究
- 张华昌;荆勇;王绿卿;赵雪夫
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：在波浪物理模型试验的基础上,对不同方向波浪在斜坡堤堤根段、堤头段和中间段的作用状态进行了分析,描述了不同方向波浪的作用规律及各段护面块体在波浪作用下的稳定状态,阐明了不同方向波浪对不同位置斜坡堤护面块体的影响.
25.阶梯式海堤结构波浪爬高糙渗系数确定
- 王晓敏;琚烈红;Dipl.-Ing.Frederik M.TREUEL
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：提出一种新型的斜坡堤加糙方法——阶梯式斜坡堤.通过物理模型实验,研究不同台阶高度对波浪爬高的影响,并确定一定相对台阶高度斜坡堤的糙渗系数.试验结果表明,台阶式斜坡堤糙渗系数在50％左右,有很好的消浪效果,并且糙渗系数随相对台阶高度的增大呈现先减小再增大的趋势,存在糙渗系数最小值,为实际工程设计提供参考价值.
26.非线性波浪对淹没水平板作用的模拟研究
- 林红星;宁德志;媵斌;郝春玲
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：基于势流理论和时域高阶边界元方法,建立了完全非线性的数值波浪水槽模型,模拟非线性波浪对淹没水平板的作用.采用混合欧拉-拉格朗日方法追踪流体瞬时水面,运用四阶Runga-Kutta方法更新下一时间步的波面和速度势.推导出四点法,分离堤前入射和反射的各阶锁定和自由波以及堤后透射的各阶锁定和自由波.通过与已发表的数值和实验结果进行对比,验证了本模型的正确性.进一步研究了板的长度、波浪周期等因素对反射系数和堤后二阶自由波的影响.
27.新犁浮式防波堤消浪性能与运动特性的研究
- 杨彪;陈智杰;王国玉;王永学
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：针对双浮箱-水平板式新型浮式防波堤进行了二维物模试验研究,探讨了模型相对宽度、水平板层数、锚链刚度和入射波高等因素对防波堤消浪性能和运动特性的影响.研究表明:与双浮箱式防波堤相比,双浮箱-水平板式防波堤对长波具有更好的消浪效果,透射系数最多可以减小0.4左右,当相对宽度B/L＞0.3时,波浪的透射系数可以控制在0.35以下,同时,安装水平板可以显著减小防波堤的运动响应,提高稳定性,有效改善了双浮箱式浮防波堤的各项性能.
28.海堤溃决后波浪传播试验研究
- 周正萍;左其华;周益人
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：本文通过港池物理模型试验研究了两种不同断面结构形式下海堤决口后的洪水波浪传播,试验有效波高为10cm,平均波周期为1.0s、1.5s、2.0s,波浪要素作用在决口宽度分别为20m、15m、10m和5m的海堤上,通过计算分析提出波浪传播时间防护区中的淹没水体体积和淹没面积与海堤决口宽度、堤后高程、波周期以及波浪传播时间之间的关系.
29.开敞式油品码头平面布置优化研究
- 林尚飞;陈国平;严士常;杨越
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：在风、浪、流不同荷载组合作用下,进行了系泊船舶泊稳试验,研究不同泊位长度、系缆墩布置型式及船舶带缆方式对船舶系缆力、运动量、护弦撞击力及撞击能量的影响,确定合理的平面布置方案.分析了不同装载度下船舶系缆力、运动量、护弦撞击力及撞击能量随波高及流速的变化规律,为工程设计提供参考.
30.横浪作用下开敞式码头系泊船舶系缆力试验研究
- 龚伟杰;李典;文铖;郑铁恒
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：通过物理模型试验,在横浪作用下,进行开敞式码头系泊船舶系缆力研究,分析不同泊位长度条件下,波高、波周期以及船舶载量对船舶系缆力的影响规律,结合试验数据,拟合出横浪作用下,不同泊位长度的系缆力经验公式,为工程设计提供参考.
31.双层多孔介质中波浪传播的高阶Boussinesq方程
- 刘忠波;房克照;孙昭晨;李长训
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：为了较为准确地模拟大范围海域内波浪在多孔介质中的传播变形,一个合理的数学模型是有必要的.在双层多孔介质的流体运动方程中引入拖曳阻力和惯性力,引入了Laplace方程和相应的边界控制条件.对控制方程无因次化,并以上表面静止水位处速度势和交界面上的速度势进行幂级展开,推导了以静止水平面上速度、交界面上速度和波面升高三个变量表达的Boussinesq方程.给出积分平均速度或任一水深处速度与以上两个速度之间的关系式,进而推导出两个Boussinesq方程.并通过引入高阶色散项对这以上两个方程进行改进,拓展他们的适用水深.在常水深下对这些方程的一维问题进行了理论分析,将这些方程的相速度及衰减率与解析解结果进行了比较,结果表明四阶色散的Boussinesq方程的相速度及衰减率与解析解吻合程度更佳.
32.群墩结构对多向聚焦波浪传播影响的模拟研究
- 孙忠滨
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：极限波浪是海上波浪的极限情况,他对于海洋工程结构物具有较大的破坏力,因此关于极限波浪及其与工程结构物作用成为重要的研究课题.因为极限波浪的主要形成机理通常是由于波能的集聚而形成,因此也称为聚焦波.本文采用所建立的基于改进型的Boussinesq方程有限元数值模型,对多向聚焦波浪进行了数值模拟,通过与试验结果对比表明本文模型可以给出较为理想的结果.本文数值模拟了群墩结构对多向聚焦波浪的传播影响,并分析了入射波幅、方向分布集中度以及圆墩尺寸及布置方式等对于多向聚焦波浪的影响.
33.波浪作用下空心方块的受力数值模拟
- 陈雪峰;杨康
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：为了研究波浪作用下可渗基床上的结构物受力问题,基于黏性不可压缩流体的N-S方程和连续性方程,采用动边界造波和动量源项消波的方法建立波浪水槽,多孔介质模拟可渗基床.应用VOF方法追踪自由面,选取PISO算法来耦合速度场和压力场建立了波浪与空心块相互作用的数学模型,结合物理模型实验结果验证本文所建立的数学模型,结果表明建立的数学模型能够较好的模拟波浪与可渗基床上空心块体的相互作用.最后根据计算结果分析波浪力随入射波高和周期的变化规律.
34.桩基板型透空堤消波性能实验研究
- 王晶;程永舟;刘柏麟;杨小桦
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：本文提出了一种新型桩基板式透空堤,该防波堤由上下双层有间隙预制板,前有间隙板及后实体板组成,板式防波堤由桩基支撑.文中对此防波堤进行一系列的实验研究,分析其在不同参数的规则波作用下消波效果,利用得出的反射系数和透射系数来反映此结构的消波性能,考查了相对间隙比、相对水深、相对淹没深度及波陡对透反射系数的影响.结果表明,此种结构型式的防波堤对中短波有很好的消波效果,能使波浪的能量损失程度较大,且对长波的消波性能也较好.
35.可靠性安全评估海洋环境极值荷载模型
- 周道成;张传杰
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：针对评估荷载时间尺度和可能积累现场样本的问题,本文对结构可靠度定义进行了深入的分析,提出了评估基准期的概念,并对其含义进行了分析,采用等超越概率方法确定其大小;结合荷载平稳二项随机过程的假定,建立了未考虑和考虑现场样本更新的评估基准期内海洋环境荷载的极值概率模型;根据渤海海域环境荷载的统计参数,计算了不同评估基准期内极值环境要素的概率模型参数,并得到了其初始设计环境荷载统计参数的修正系数.这些工作为渤海海域服役海洋平台可靠度分析的评估荷载模型建立提供了理论基础.
36.斜坡堤堤顶越浪流的数值模拟
- 郭晓宇;王本龙;刘桦
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：基于空间滤波的NS方程和Smagorinsky湍流模型,本文对海堤越浪流进行了数值模拟和流动特征分析.采用一系列不同堤顶高程和来波要素组合工况模拟了越浪过程,将越浪量的计算结果与已有的实验结果和数值结果进行了比较.根据堤顶监测的最大流速以及计算的越浪量,拟合了越浪量和堤顶越浪流最大速度的关系.定量研究了堤顶越浪流的流态和最大速度.通过系统数值模拟分析了非破碎和破碎波越浪后堤顶流深和最大流速沿程变化规律.结果显示堤顶流深沿程呈指数衰减,最大流速沿堤项呈一定程度增大趋势.
37.系泊缆绳松弛—张紧时的运动特性分析
- 张素侠;唐友刚;刘习军
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：在相同的外部激励条件下,由于初始条件的不同,缆绳可能处于松弛状态、松弛—张紧状态和张紧状态,进而对缆绳内的张力产生影响。本文主要研究缆绳分别在松弛、松弛—张紧和张紧三种情况下的运动,比较分析三种状态下缆绳的运动特点,发现三种状态下,缆索结构的运动特点、最大张力和对结构的破坏程度都不相同.在松弛一张紧状态,缆绳的横向出现跳跃,张力中出现突变的尖峰和倍频成分.松弛一张紧时产生的冲击张力容易引起缆绳的强度破坏,缩短疲劳寿命.这些研究对于更加合理地设计缆绳的几何参数和确定缆绳的力学特性,具有重要的意义.
38.辽河滩海油田仿生草消浪特性试验研究
- 焦志斌;牟永春;沙秋
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：结合辽河滩海油田海底管道仿生草试验工程,采用1∶10比尺进行波浪水槽试验,研究滩海区域仿生草的消浪特性.试验结果表明,滩海仿生草消浪效果随铺设宽度增大而增大,随水深增大而减小,水深大于6m时,仿生草无消浪效果.
39.双层开孔水平板防波堤上的波浪力试验研究
- 郭传胜;张宁川
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：开孔双层板型防波堤是一种新型透空防波堤结构形式,他是在原有水平板型防波堤研究基础上进一步的优化.本文通过物理模型试验对开孔双层板防波堤的受力特性进行研究,重点讨论了规则波和不规则波情况下防波堤的消浪性能、双层板上的波浪压强和垂向波浪总力.试验结果表明,相对板间距s/H=1.0时开孔双层板防波堤消浪性能最佳,此时水平板受到的波浪压强也最大.文中分别探讨了不同淹没情况下,上层板、下层板和双层板上的垂向波浪总力与相对板间距的关系,为这种新型透空式防波堤的结构设计和应用提供依据.
40.矩形Bragg防波堤引起线性长波共振反射的最优配置
- 曾慧丹;刘焕文;唐国吉
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：对于等距摆放且平行于海岸线的系列人工沙坝(或称Bragg防波堤),如果入射波波长是相邻沙坝间距的二倍,将产生Bragg共振反射.显然,对于某个特定现场给定的入射波波长(一般取主频波波长),在满足Bragg共振反射条件(即相邻沙坝间距约为入射波波长的一半)的前提下,Bragg共振反射的强度仍然依赖于沙坝的个数,浸没度和形状(包括宽度等).因此对这些参数进行优化配置和合理选择,可以便Bragg共振反射达到最大化,从而更有效地保护海岸和近岸设施.为此本文讨论矩形Bragg防波堤在长波条件下的最优配置.首先给出线性长波越过Bragg矩形防波堤反射效应的闭合形式解析解,由于不受小参数的影响,本文解析解比Miles利用摄动法得到的理论公式要准确.基于本文解析解,发现Bragg共振反射的强度完全依赖于矩形沙坝的无维化高度和无维化宽度.据此,给出Bragg矩形防波堤在各种不同个数沙坝情况下的最优配置曲线.
41.斜坡式防波堤透浪系数的研究
- 葛晓丹;柳淑学;李金宣
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：由堤心石和护面块石等构成的斜坡式防波堤是海岸工程中常用的一种形式.本文基于非达西渗流的Forchheimer方程推导出堤内波高的衰减公式,并综合相关的波浪透射物理模型试验结果,进行透浪系数计算方法的研究.给出了斜坡堤透浪系数与入射深水波陡H/gT2、相对水深kd和堤心结构B/D等影响因素的关系.可供工程设计时参考应用.
42.线性长波越过理想和拟理想潜堤反射效应的解析模拟
- 黄艳;曹敦虔;刘焕文
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：本文研究线性长波越过理想和拟理想潜堤或陷坑的反射效应,其中理想潜堤或陷坑是指水深函数为负幂函数,而拟理想潜堤或陷坑是指水深函数为负幂函数加上一个常数.对于理想潜堤或陷坑,通过技巧性地引入变量替换和函数变换,长波方程被化为经典的Bessel方程和Euler方程,据此获得了一个闭合形式的解析解.而对于拟理想潜堤或陷坑,通过Taylor级数展开法得到了级数形式的解.由地形的变化,可知本文的解囊括了一些经典的解析解,如Mei、Lamb的结果,且在潜堤或陷坑缓慢连续变化的情形下,和Miles的结果吻合.最后,基于本文解析解,对潜堤或陷坑的各种参数及入射波参数对反射系数的影响进行了多方面的讨论分析.
43.长波越过拟理想挖掘陷坑散射效应的解析模拟
- 陈群斌;刘焕文
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：本文构造了长波越过拟理想挖掘陷坑散射效应的级数形式解析解,推广了其他学者关于长波越过理想挖掘陷坑的相关工作,其中挖掘陷坑地形采用分段函数表示,斜坡部分假定为一个幂函数加上一个常数.由于地形相对复杂,使得对问题的准确解析求解变得困难.采用变量替换技巧,成功构造了在整个变水深区域收敛的Taylor级数解.在相同参数条件下,计算结果与以前有关理想挖掘陷坑的计算结果完全吻合.最后借助于本文给出的解析解,分析讨论了拟理想挖掘陷坑各个参数对波浪形变的影响.
44.人工岛海堤安全风险分析
- 王兴刚;王红川;潘军宁;琚烈红
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：人工岛海堤工程在建造和运营中，经常会遇到各种风险。本文应用风险分析技术对某人工岛海堤工程的风险进行了探讨，在正确模拟和评估人工岛陆域形成工程设计断面安全的各种不确定性因素的基础上，以概率来量度区域内不同海堤断面的风险概率，客观评估人工岛海堤安全性，并提出减缓和防范海洋灾害风险的对策和建议。
45.波浪作用下网箱浮架结构弹性响应数值模拟
- 白晓东;董国海;赵云鹏;王笛清
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：深水抗风浪网箱在深海养殖中扮演着越来越重要的角色.本文以深水抗风浪网箱的浮架为研究对象,重点分析浮架系统的水弹性响应.利用欧拉刚体运动原理和曲线梁理论分别建立浮架圆环的运动方程和变形控制方程,对运动和变形方程进行数值结算.结果显示:在计算圆环弹性变形时,前五阶模态变形较大;浮架圆环的刚度对浮架变形影响很大.
46.Copula函数在海洋工程中的应用
- 陈超;王莉萍;陈正寿;许新
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：针对海洋工程中多元联合分布模式局限的问题,通过Copula函数的特征与性质分析,以及实测数据的相关性分析,选择Gumbel-Hougaard(GH)Copula函数和Clayton Copula函数构造年极值波高与相应风速的联合分布,并基于构造的联合分布和传统二维联合分布—混合Gumbel分布以及Gumbel-logistic分布进行年极值波高与风速的联合重现期分析和条件概率分析.通过上述分析发现:在海洋工程中,通过Copula函数构造多元联合分布是非常有效、合理的.
47.滨海核电站设计基准洪水分析研究
- 王莉萍;黄桂玲;雷玺;许新
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：滨海核电站设计基准洪水是核电站选址、防洪标准的制定和核电站安全评估的重要依据.考虑核电站所在海滨的历史洪灾和厂址的区域特征,对核电站设计基准洪水进行分析.以黄海某海域观测资料为例,考虑设计基准洪水组成因子风暴潮和台风浪的联合作用,并推算极值风暴增水与极值波高多年一遇联合设计值,为滨海核电站设计基准洪水的确定提供经济合理的方法.
48.多向不规则波浪作用下大尺度圆柱受力的实验研究
- 季新然;柳淑学;李金宣
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：本文实验研究了多向不规则波浪作用下大尺度圆柱上的受力情况.实验中研究了不同波浪参数,包括相对尺度、波陡、波浪的方向分布宽度对圆柱上所受波浪力的影响,结果表明多向不规则波浪与圆柱作用时,波浪的方向分布宽度对波浪的爬高和圆柱的受力都有明显的影响.
49.水下板式-浮筒型防波堤反射系数与透射系数研究
- 高鑫;贺大川;王科
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：在深海工程开发中,浮式防波堤因其具有制造及拆迁容易、造价低和水体交换能力强等优点,在深水防浪方面受到海洋工程领域的关注,本文提出的板式-浮筒型防波堤作为一种新型的深海防波堤结构形式,能够适应真实海况,具有工程应用的可行性.研究中采用边界单元法根据波浪辐射、绕射理论对水下板式-浮筒型防波堤水动力特性进行了研究,系统分析了这种形式防波堤的反射系数与透射系数和平板、浮筒间距及浮筒厚度的相互关系.
50.中国潮汐能利用现状研究
- 李慧;郝嘉凌;陶爱峰;王懿
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：可再生能源开发及其相关的基础理论与应用技术问题正在逐渐成为全球关注的热点问题.作为可再生能源之一的潮汐能,曾被定位为继水电和风能之后的最具应用前景的绿色新能源,诸如潮汐能估算、开发工艺、发电效率及并网技术等相关研究成果不断出现,然而针对中国潮汐能开发和利用现状进行的调查和分析工作还很不完善.本研究以展示全面的中国潮汐能利用现状为目的,从传统的潮汐电站,到被称为水下风电场的潮流涡轮机发电,再到巧妙利用潮波相位差的潮波能发电,最后分析了正在中国开展调研的动态潮汐能发电,分别探讨了各种潮流能开发方式的理论研究和应用现状,分析了各种方式的局限性,给出了相应的发展建议.
51.海岛多能互补独立发电系统的应用研究
- 张中华;夏增艳;王海峰;黄勇;郭毅
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：针对海岛能源供应问题,分析了山东省一海岛的可再生资源状况,提出海岛适于利用波浪能、太阳能和风能资源,采取多能互补的形式发电.设计了海岛多能互补的发电系统,对各子系统进行了研究,并将系统实际应用于此岛,实践证明多能互补独立发电系统可有效解决海岛的供电、供水问题,促进海岛的开发与保护.
52.浮式潮流能发电装置转子水动力影响探究
- 唐立志;杨仲;高睿
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：海洋能源开发已经成为日渐热门的话题,针对潮流能的开发也在进行中.由于湍流的影响,目前对于浮式潮流能发电装置中对水轮机运动的计算,大型海洋结构物水动力计算常用的势流理论无法进行求解.本文针对水轮机的运动受力进行了线性化处理,对二位水轮机进行了CFD数值模拟,计算受力结果,结合最小二乘法和切片理论分离水轮机在波浪中运动的影响系数,为浮式发电装置的水动力响应计算提供数据支持.
53.2×150 kW漂浮式立轴潮流能独立发电系统设计
- 盛其虎;汤福定;王海峰;曹兴福;赵伟明;金志广;韩端峰;张亮
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：2×150kW漂浮式潮流电站建在浙江省岱山县官山西村,是目前国际上装机容量最大的漂浮式立轴水轮机潮流电站.电站载体采用了甲板大开口双体船结构,两个直驱式立轴水轮发电机组采用模块化设计的理念,可进行整体吊装维修,发电机组位于水面上方,解决了电机密封和可维护性性难题;在电控系统上,采用背靠背式PMW变流技术和转速控制机制,是实现了叶轮转速和输出电压的平稳输出,并采用无线数传电台的方式实现了电站的远程监控.电站采用了独立发电系统.电站运行期间经受了强台风"海葵"的考验,并已实现了电站的海上连续运行.该电站的示范运行,解决垂直轴潮流能电站的关键技术,积累业务化运行经验,实现为偏远海岛或沿海地区提供电力的目的.同时,构建先进的潮流发电装置与环境的监测系统,为建立海洋潮流能利用技术规范、机组运行与关键操作规程体系奠定验证平台和基础条件.
54.欧洲海洋能开发利用现状
- 胡苏萍
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：在概述海洋能技术进展的基础上,从研发和技术示范等方面着重介绍法国、挪威、葡萄牙和荷兰等四个欧洲国家海洋能开发利用现状.指出除潮汐电站之外，海洋能发电技术大都还处于发展初期，大型原型装置的建造、部署、维护和试验耗资巨大，在大多数情况下，只有在政府提供大力资助的条件下，才可能确保原型装置的运行，因而海洋能发展面临着巨大的机遇和挑战。
55.浙江近海自然海况条件下波浪能统计分析
- 杨忠良;施伟勇;张俊彪;叶钦
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：本文基于AWAC仪器在象山近海连续一年的观测,获取了在自然海况有限水深条件下的实测频谱,按波功率公式积分直接求得波功率密度Pw的变化过程.与深水条件下波功率密度Pw与波高、周期的近似关系相比,其比例系数存在一定差异,本文以有效波高Hs、十分之一大波波高H1/10与谱平均周期Tm02、跨零周期TZ、十分之一大波对应周期T1/10、谱峰周期TP两两组合与对应Pw进行比较,分别求得相应比例系数,发现采用T1/10和Tm02所对应的近似关系较为稳定,而采用TZ和TP时对应比例系数变化较大,其中最优的近似关系式为Hs和T1/10的组合,对应系数为0.53.
56.基于OpenGL的波流耦合作用下海域泥沙起动判断系统的建立
- 赵旭东;梁书秀;孙昭晨
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：目前,已经有许多商业软件和海洋模型可以进行波浪和潮流的数值计算,但是作为影响工程决策的泥沙起动状态,同时受波浪和潮流的影响,由于其计算所用的数学模型不同,所以没有专门的可视化软件对其进行简单有效的分析.为了解决这一问题,本文基于OpenGL建立可视化显示分析系统,对波浪和潮流计算结果进行分析,以获取波流耦合作用下工程区泥沙起动状态,为工程决策提供了一个直观的分析平台.以目前广泛应用的商业软件M工KE21的波浪和潮流计算结果为分析基础，基于OpenGL建立可视化波流祸合作用下泥沙起动判断系统，将波浪和潮流的计算结果叠加显示，使用户能够直观的查看工程区的波浪和潮流情况。在可视化系统中，对波浪和潮流结果进行分析，以获得工程区的泥沙起动状态，对近海工程设计的确定具有非常实用的价值。
57.大型波浪水槽输沙实验研究
- 王玉海;郭传胜;刘大滨;王崇浩
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：本文主要介绍国际上已有的大型波浪水槽及主要的水沙量测仪器、利用大型波浪水槽开展的同泥沙输移和岸滩演变有关合作研究计划及部分成果，在接近原型尺度的波浪水槽中开展泥沙实验可以有效避免小尺度模型的比尺效应问题，可以更真实、更准确地模拟极端波况条件下的水动力场、泥沙起动与输移、结构物荷载等;特别是借助高分辨率的量测仪器，如ABS,OBS,ADVP等，在接近原型尺度的波浪水槽输沙实验中，使得直接观测波浪边界层内的流动特征、泥沙起动与悬浮、悬沙浓度剖面、沙纹床面及临底高含沙层内的非恒定输沙过程等成为可能，对于推动海岸泥沙基本理论的发展功不可没。可以预见，在未来数十年内大型波浪水槽将继续在研究近岸地区波浪作用下的输沙机理及岸滩剖面演化过程以及其他水动力与结构物相互作用等方面扮演重要的角色。
58.曹妃甸围填海开发活动对海洋资源影响评价
- 胡聪;于定勇;赵博博;毛海英
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：总结了曹妃甸围填海开发活动的基本概况,建立了曹妃甸围填海开发活动对海洋资源影响的评价指标体系,运用层次分析法和德尔菲法相结合的方法得到了曹妃甸围填海开发活动对海洋资源影响评价指标权重,提出了围填海开发活动对海洋资源影响评价标准,并对曹妃甸围填海开发活动影响的港航资源、旅游资源、渔业资源、空间资源和其他资源进行了综合评价.结果表明围填海开发活动对其海洋资源有一定的影响,该海域对海洋资源的影响尚处于可承受范围,可以进行适度的围填海开发活动.该方法结合了层次分析法和德尔菲法的优点,从而得出了比较客观、科学的评价结果,为衡量和分析曹妃甸围填海开发活动对海洋资源的累积影响及后期围填海开发活动的管理与决策提供了依据.
59.一维水波共振的Fermi-Pasta-Ulam-Tsingou问题
- 王岗;郑金海;董国海;马小舟;马玉祥
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：基于完全非线性Boussinesq模型,模拟研究了不同水槽内初始能量为第一模态的浅水重力波长时间演化过程.在较长水槽中,适度的初始波幅演化过程中可以观察到明显的初始条件重现现象.随着水槽的进一步增长、初始波高的进一步增大或演化时间的进一步增长,系统最终达到了能量均分状态.在出现初始波面重现的演化过程中伴随着完整地孤立波出现,而在能量均分的演化过程中则未能演化出完整地孤立波.从重现到能量均分状态的转变可能与初始条件的非线性与色散性有关.在较短水槽内初始波高较小的演化过程中,非线性明显小于色散性,能量传递非常弱,无重现现象出现.若初始条件的非线性和色散性相当,则会出现初始条件重现现象.若初始条件的非线性大于色散性,水波的演化很快就达到了能量均分状态,无明显的重现现象出现.
60.近十年中国海浪灾害特性分析
- 彭冀;陶爱峰;齐可仁;王学新
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：近年来随着人们对气候变化及海平面上升等全球性问题的普遍关注,不断加剧的极端波浪事件也逐渐引起了科研人员的关注,甚至有研究表明全球气温变化和风暴发生频率密切相关,并指出全球气温继续升高会导致风暴发生频率及强度继续增大,极端波浪发生的频率与强度也可能会随之增大.中国是遭受海浪灾害最为严重的国家之一,且有人对中国海域长期表面温度进行统计分析后指出,整个中国海都处于一个长期的温度升高过程中.故而,针对性地探讨中国极端波浪及其引发灾害的特性显得甚为必要.将在许富祥等人对中国灾害性海浪已有的研究成果基础上,主要依托中国海洋公报的官方数据分析近十年中国海浪灾害特性,包括灾害的成因及时空分布等,并总结了中国海浪灾害未来可能的发展趋势,初步分析了海浪灾害发展趋势的可能成因.
61.曹妃甸国际生态城内海潮汐水流及水体交换物理模型试验研究
- 佘小建;崔峥;毛宁;张磊
- 《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会》 | 2013年
摘要：利用曹妃甸潮汐水流整体物理模型,研究了曹妃甸国际生态城内海不同开口条件下的潮位变化,以及内海不同清淤条件下的水流流态和水体交换情况.试验指出,为满足内海调控水位1.3～2.3m,闸底坎高程-3m时,开口净宽度宜150m左右;闸底坎高程-2m时,开口净宽度宜170m左右;闸底坎高程-1m时,开口净宽度宜200m左右;从内海高低潮位看,闸底坎高程不宜太高,以低于-2m为宜.内海近岸清淤环形水道,中口门前开挖南北水道,可以在内海形成两个环流,有利于将污染物带出内海.中口门宽125m,东西口门各宽25m较好,清淤高程-3m时内海水体半交换周期为36～38小时,清淤高程-1.5m时,内海水体半交换周期为30小时左右.试验成果可为有关部门决策提供依据.