潜堤

摘要： 基于长荡湖不同位置的风浪实测资料,对实施水利优化工程后的长荡湖风浪特征进行了分析。结果表明,风速较大时,湖心水域总体风浪强度较大,长荡湖谱峰周期与平均波周期和跨零周期都存在显著线性相关。生态潜堤可以有效削减西湖近岸水域风浪强度,有效波高衰减百分比介于56%~81%,平均周期衰减百分比介于14%~31%。西部近岸水域风浪强度的削减,有利于水体透明度增加,从而为近岸水域水生植被的修复提供较好的生境条件。

摘要： 基于黏性流体力学理论构建波浪与水囊潜堤相互作用的计算流体力学数值模型。利用高阶差分方法求解纳维斯托克斯方程,采用有限元方法求解结构动力学方程,采用虚拟单元浸入边界法实现流体和固体求解器的高精度耦合求解。通过流体体积方法实现界面重构,与试验结果比较验证模型的有效性。对规则波与不同充盈水囊潜堤相互作用进行数值模拟,寻找合适的充盈度、探求其消波机制。结果表明:1)开发的数值模型可有效模拟波浪与水囊潜堤相互作用过程中的波浪变形和结构响应;2)非充盈柔性水囊潜堤的大幅度振动更易促使结构附近涡旋的演化与脱落,并伴随着能量的耗散。

摘要： 随着我国粉砂质海岸上的航道建设越来越向外海延伸,为减少泥沙淤积,保障航道通航安全,航道两侧配套防波挡沙堤的重要性也愈加凸显。在东营港东营港区进港航道工程配套防波挡沙堤的设计过程中,为适应区域水文、地质等自然条件,满足构筑物功能性的同时增加其耐久性和提高其经济性,针对防波挡沙堤潜堤段进行了结构方案比选,比较了斜坡式抛石潜堤、方块式直立堤、桩式直立堤、箱筒直立堤和半圆型沉箱堤等五种结构型式的潜堤,分析阐述了上述各种结构型式潜堤的结构特点及适用条件。通过技术经济比选,选定了针对本工程的最优防波挡沙堤结构型式,相关研究成果可为类似条件下的工程设计提供参考和借鉴。

摘要： 在近岸波浪相关研究中,辐射应力是波动在水体中引起的剩余动量流,是波浪运动的重要物理量。在波浪从深水逐渐传向浅水的过程中,波浪的非线性逐渐增强,甚至会发生破碎等剧烈变形,引起辐射应力的强烈变化,对次重力波生成等有重要贡献。应用OpenFOAM精细模拟波浪在潜堤上的传播,得出波浪运动的详细流场信息,计算了有波浪破碎情况下潜堤地形上波浪的辐射应力和波浪增减水情况。研究结果表明,在潜堤地形下,辐射应力值在堤前平底处受波幅变化影响较敏感,波浪完全破碎后其值在堤后坡面处呈增大趋势直至平底处趋于平稳。辐射应力沿程变化对波浪增减水的影响趋势与波浪增减水方程符合良好。

摘要： 在近岸波浪相关研究中,辐射应力是波动在水体中引起的剩余动量流,是波浪运动的重要物理量.在波浪从深水逐渐传向浅水的过程中,波浪的非线性逐渐增强,甚至会发生破碎等剧烈变形,引起辐射应力的强烈变化,对次重力波生成等有重要贡献.应用OpenFOAM精细模拟波浪在潜堤上的传播,得出波浪运动的详细流场信息,计算了有波浪破碎情况下潜堤地形上波浪的辐射应力和波浪增减水情况.研究结果表明,在潜堤地形下,辐射应力值在堤前平底处受波幅变化影响较敏感,波浪完全破碎后其值在堤后坡面处呈增大趋势直至平底处趋于平稳.辐射应力沿程变化对波浪增减水的影响趋势与波浪增减水方程符合良好.

摘要： 潜堤具有促淤保滩、防波等作用,在港口、航道等工程中应用广泛;极端波浪由于其瞬时出现、波高大、破坏力强,严重影响在航道中航行船舶的安全。为分析极端波浪与潜堤的作用机理,保护航行船舶安全,本文基于非静压模型SWASH (Simulating WAves till SHore),开展聚焦波与多个潜堤相互作用的数值模拟,研究矩形潜堤高度、宽度、间距和个数对聚焦波特征参数的影响。结果表明:多个潜堤能够有效地抑制极端波浪;随着潜堤高度、宽度、间距和个数的增加,聚焦波峰值下降,聚焦位置以及时间后移;当潜堤间距与潜堤宽度所对应的共振频率相近时,随着潜堤个数的增加,聚焦波能会显著地向倍频附近转移。

摘要： Boussinesq方程常用于模拟波浪的传播,将有限体积法和有限差分法耦合求解Boussinesq方程,对规则波在潜堤上的传播形态进行模拟,具有准确捕捉干湿动边界和较好地处理波浪破碎等优点.

摘要： 为了分析波浪在近岸区域受到水下结构物或地形影响产生的传播变形,本文基于计算流体动力学开源程序OpenFOAM建立了数值波浪水槽,模拟了规则波在潜堤上和椭圆余弦波在潜堤地形上的传播变形,将选定位置处波面的数值结果分别与代尔夫特理工大学的试验数据、基于Boussinesq方程的数值结果相对比,所得的数值结果与已发表的结果均吻合较好.结果表明:使用OpenFOAM可以精确地模拟波浪在潜堤和潜堤地形上的传播变形,将为近岸结构物的相关研究及设计提供可靠依据.

摘要： 为评价不同海塘提标加固方法的消浪效果和经济性,采用波浪物理模型试验,针对新建挡浪墙、后置挡浪墙、铺设块石和构筑潜堤4种提标加固方法进行研究.试验结果表明:在现有海塘顶构筑新挡浪墙可以显著降低越浪量,越浪量随着挡浪墙高度增加而减小,同时挡浪墙位置后移也同样能使越浪量减小;在塘前铺设大块石消浪,越浪量能够显著降低,但对块石自身稳定性和块石顶高程要求较高;使用海域范围有限的情况下,构筑离岸近、顶宽窄的潜堤并不能起到很好的消浪效果,且潜堤工程量较大,采用该方法提标加固海塘需要进行研究.

摘要： 基于δ-SPH方法,通过在控制方程中引入介质阻力项,建立波浪与多孔潜堤相互作用的数值波浪水槽.对比数值模拟结果与物理模型试验结果,发现二者符合良好,验证了数值模型的可靠性.通过数值算例分析,研究了波浪参数、多孔潜堤参数等对双排梯形多孔潜堤Bragg共振反射的影响.研究表明:当入射波长约为2倍潜堤中心间距时,潜堤发生主频共振反射;波浪未破碎情况下,入射波高的变化对共振反射影响较小;降低堤顶水深、增加潜堤中心间距或增加潜堤宽度能够增强共振反射;当梯形潜堤顶宽固定时,主频反射系数随坡度增大而减小,当潜堤底宽固定时,主频反射系数随坡度增大而增大.文章数值模型能够有效模拟波浪与多孔介质潜堤的相互作用,可为工程设计提供参考.

摘要： 利用实验及数值方法模拟了极端波浪在潜堤上的传播过程,分析其流场特性.采用自主研发的CIP (Constraint Interpolation Profile Model)模型完成数值模拟,得到与实验数据吻合良好的结果.通过波谱相位聚焦法,在实验及数模水槽中产生了品质较好的聚焦波,用以模拟真实海洋的极端波浪.分别模拟了聚焦波在无障碍水槽和含潜堤水槽中的传播,得到了波浪非线性相互作用与聚焦结果的关系,讨论了潜堤的存在对波浪变形及破碎的影响,分析潜堤附近的速度场分布特征.结果 验证了CIP模型在处理多相流耦合问题及流场剧烈变化问题上的适用性,为进一步研究极端波浪与近海地形、构筑物相互作用提供了可靠的实验数据及精确的数学模型.

摘要： 本文研究斜向波作用下部分反射直立堤前潜堤的水动力特性.基于势流理论,采用匹配特征函数展开法建立波浪与部分反射直立堤前潜堤相互作用的理论模型,将理论计算结果与边界元方法的数值计算结果进行对比验证,并分析讨论了潜堤反射系数、直立堤上波浪爬高以及波浪力的主要影响因素和变化规律.研究表明:当直立堤的反射系数较大时,入射波与反射波有可能在直立堤和潜堤之间产生共振效应,共振效应随着直立堤反射系数的减小而消失;潜堤高度越高,其对直立堤上波浪爬高的影响也就越明显;随着潜堤与直立堤之间相对间距的增加,反射系数等各水动力参数呈现周期性变化.在工程设计中,应合理选择潜堤与部分反射直立堤之间的间距,以便达到更好的掩护效果.

摘要： 太湖内湖滨带退化日益严重,潜堤作为重要的防浪设施被广泛应用于湖滨带修复和治理.本文针对不同断面形式的潜堤进行一系列的规则波实验,研究了潜堤消浪特性的影响因素,探讨了相对堤顶水深a/H、波陡H/L、相对顶宽B/H,潜堤前后坡斜率m等对潜堤透射系数和反射系数的影响,为设计高效率的消浪结构提供依据,降低风浪对内湖滨带的冲刷和侵蚀,对太湖内湖滨带治理有一定的指导意义.

摘要： 基于自主研发的紧致插值CIP(Constrained Interpolation Profile)数学模型,开展了规则波在潜堤上传播和变形的数值模拟研究.模型在直角坐标下建模,以高阶差分CIP方法为流场基本求解器,离散了Navier-Stokes方程,通过多相流理论描述了固-液-气之间的相互作用,采用VOF(Volume of Fluid)类型的具有高精度、紧致的THINC(tangent of hyperbola for interface capturing)方法改进了传统的数学模型,更加精确地重构了自由面.开展了不同潜堤上规则波演变的数值模拟,模拟得到的潜堤前后不同位置处的波面与实验结果吻合较好.结果表明CIP方法模型能很好地模拟潜堤上波浪的演变和变形过程,可进一步应用于实际波浪问题的计算.

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.

摘要： 基于线性势流理论,对斜向波与双层水平板潜堤的相互作用进行了理论研究.利用匹配特征函数展开法给出了结构反射系数和透射系数的计算方法.理论计算结果与边界元计算结果符合良好,极限情况下的计算结果与已有结果一致.算例分析表明:减小水平板厚度或增加波浪入射角度,在一定条件下可以提高双层水平板潜堤的掩护效果.

摘要： 滩海油田是胜利油田最重要的产能新区.黄河三角洲近年来大规模的岸滩蚀退,给滩海油田的防护工程和生产设施构成严重威胁.为应对蚀退威胁,胜利油田展开了积极的保滩促淤工程.介绍了该地区潜堤促淤的研究成果,通过正式开展的工程实践,阐述了海堤前离岸潜堤的设计及实施要点.

摘要： 针对周期性波浪通过双列矩形弹性透水潜堤结构互相作用之问题进行分析.波浪运动采用线性波浪理论；弹性透水结构则以Biot理论为基础,并考虑波浪运动通过高渗透性透水结构时,产生之紊流摩擦阻力效应,推导出孔隙水压力之四阶微分方程式以及弹性体位移之六阶微分方程式,将波浪运动与系列弹性透水潜堤运动联立求解,配合潜堤与流体交界面处之流体压力与品质流率连续之边界条件以及弹性透水结构有效应力边界条件,据此波浪运动以及弹性透水潜堤之解析解可以求出.理论解析与双列弹性透水潜堤试验之结果比较,得到合理的验证结果.文中再探讨波浪通过双列弹性透水潜堤时,潜堤在相同与不同柔软性效应之下,对于波浪反射与透过的影响.

摘要： 以边界元素法所建立的二维数值造波水槽,在水槽中任意位置分别设置单一不透水潜堤及双列不透水潜堤,探讨波浪通过潜堤后,潜堤周围的流埸之变化与水分子之运动轨迹,本数值模式以线形元素对各边界做分割,在时间领域内配合Lagrange运动描述法及时间差分的观念来模拟探讨波浪与潜堤之交互作用后周围的流埸之变化,计算水分子之瞬间速度利用时间差分计算水分子之运动轨迹,分别以径线图(Path line)与速度场(Velocity field)来解析水粒子之变化情形.当波浪波峰通过潜堤上方后,在潜堤两边上方的堤角处会有与波浪前进方向相反的涡流产生,潜堤的堤宽越宽与堤高越高,此涡流之现象会越明显;双列潜堤亦有相同的现象,在两潜堤与潜堤间所夹的区域也会有涡流产生.

摘要： 本文基于二阶非线性与色散性的Boussinesq类方程,采用改善的Crank-Nicolson方法对淹没潜堤上的波浪变形进行数值模拟,将计算值和试验数据进行对比表明,高阶方程的计算结果和试验值吻合良好,而传统Boussinesq方程的结果较差,进一步验证了高阶Boussinesq方程的有效性,与传统Boussinesq方程相比,高阶方程能更好地模拟变水深、非线性及色散性都较强的波浪场的变化.同时也验证了本文所采用的高阶Boussinesq方程能够精确预测变水深波浪场复杂的变化情况,可以使用该水波数值模型用于实际近岸海域波浪问题的计算.本文的试验模拟采用具有不同坡度的梯形障碍物,来逼真模仿实际海岸河口地区存在的各种地形,如浅滩,沙坝和沙脊等,试验中采用这种地形可以很好地观察沙坝或沙脊坡度的变化对波浪传播的影响.同时,也可以为分析波浪对沙坝或沙脊变形和运动提供依据。

摘要： 本发明公开了一种新型潜堤堤顶结构，涉及海岸工程技术领域。一种结合柔性植物消浪的新型潜堤堤顶结构，它由装有柔性植被模型的堤顶构件单元(1)和采用锚固方式固定的刚性框架(2)组成。其特征在于：堤顶主体结构采用正六边形堤顶构件单元拼接而成，刚性框架支撑主体结构并通过锚链固定于潜堤堤顶。堤顶构件和刚性框架的制作均采用预制的方式实现。本发明结合柔性植物消浪效果好和抗冲刷的特点来改进潜堤堤的消浪能力，亦利用植物模型的生态效益来改善水体的生态环境。此设计结构简单，成本低廉，便于施工，易于修复，能显著提高现有或新建潜堤的综合技术经济性能。

摘要： 本发明提供了一种多排潜堤的共振反射计算方法、装置及电子设备，本发明首先数值求解单排多孔潜堤的水动力特性参数，再利用宽间距假设递推计算多排多孔潜堤的水动力特性参数，给出多排潜堤的最优设计参数。本发明具备计算效率高、不受限于潜堤形状影响的优点，且能为多排潜堤的工程设计提供重要的参考建议。

摘要： 本发明涉及一种具有以下功能的、用于防止海岸侵蚀和形成渔场的多谷多孔型潜堤以及潜堤用环保块体的制造方法。即，为了使用通过混合有效微生物(EM，Effective Micro-organisms)和黄土而形成的环保块体来在沿岸海域的海底面上形成谷的同时形成峰，用多个块体形成潜堤，由此净化水质以及预防赤潮发生，从而加快海洋树丛的形成，同时分别在底层和中间层以及上层吸收、分散涌浪型波浪的波浪能并衍射涌浪型波浪，由此消减波浪能，从而不仅可以显著地降低波高的高度，而且可以恢复因淤滩现象而被侵蚀的区域。根据本发明的用于防止海岸侵蚀和形成渔场的多谷多孔型潜堤以及潜堤用环保块体的制造方法，可以通过在沿岸海域的海底面上堆积多个块体而形成的能量吸收部中吸收、分散以及衍射波浪的波浪能，同时能够更加有效地消减波浪能，而且鱼类还可以在以块体的空隙维持凸起的长度维持的空隙和连通空间中游动，因此可以提供鱼类的栖息地以及产卵空间，同时可以根据混合在混凝土砂浆中的有效微生物(EM：Effective Micro-organisms)和黄土而消除混凝土的毒性，并可以净化水质以及预防赤潮发生。

摘要： 本发明公开了一种新型潜堤堤顶结构，涉及海岸工程技术领域。一种结合柔性植物消浪的新型潜堤堤顶结构，它由装有柔性植被模型的堤顶构件单元（1）和采用锚固方式固定的刚性框架（2）组成。其特征在于：堤顶主体结构采用正六边形构件单元拼接而成，刚性框架支撑主体结构并通过锚链固定于潜堤堤顶。堤顶构件和刚性框架的制作均采用预制的方式实现。本发明结合柔性植物消浪效果好和抗冲刷的特点来改进潜堤堤的消浪能力，亦利用植物模型的生态效益来改善水体的生态环境。此设计结构简单，成本低廉，便于施工，易于修复，能显著提高现有或新建潜堤的综合技术经济性能。

摘要： 本发明属于海岸带、海洋工程技术领域，具体公开了一种潜堤、红树林、双排钢板桩组合生态海堤系统，包括潜堤、红树林带和双排钢板桩斜坡堤，所述潜堤是带有生物洄游通道的临时消浪结构，用于育活红树林；所述双排钢板桩斜坡堤是由双排钢板桩、拉杆、桩间回填土、迎水坡和背水坡砂土、迎水坡护面以及堤顶防渗结构形成的海堤结构；所述红树林带位于潜堤和双排钢板桩斜坡堤之间，包括红树林地基和红树林生境，红树林地基需根据地区适宜性进行土壤改良。本发明利用天然红树林消波减浪，将柔性、绿色的双排钢板桩结构与砂土结合起来形成人工海堤用于抗浪、挡水、止水，有效提高海堤系统的延性，提升其抗变形、抗震性能。

摘要： 本发明公开了一种基于动态概化的斜坡式潜堤波浪水动力影响数值模拟方法，根据斜坡式潜堤在不同水深条件下糙率不同的特点，在波浪水动力数值模型中在不同的水深时，通过拟合斜坡式潜堤的糙率离散值得到相应值，将斜坡式潜堤对波浪传播影响动态概化为糙率作用，弥补了传统波浪模型中通过改变水深模拟潜堤影响、糙率保持为常数的明显不足，减少了计算网格变形率，实现了斜坡式潜堤的动态模拟过程，提高了计算速度、稳定性，更加准确地评估斜坡式潜堤对周围海域的波浪传播影响，对斜坡式潜堤的设计和环境影响评估具有重要意义。

摘要： 本发明属于海洋工程技术领域，提供了一种潜堤，包括迎浪部分、背浪部分、顶部部分和底座，所述迎浪部分、所述背浪部分和所述和底座组成部分沿波浪入射方向的截面呈三角形形状，所述顶部部分为三角形结构顶角部位沿高方向向上延伸部分。本发明提供的潜堤具有消浪效果好、运输方便、应用面广的特点。

摘要： 本实用新型属于海洋工程技术领域，提供了一种潜堤，包括迎浪部分、背浪部分、顶部部分和底座，所述迎浪部分、所述背浪部分和所述和底座组成部分沿波浪入射方向的截面呈三角形形状，所述顶部部分为三角形结构顶角部位沿高方向向上延伸部分。本实用新型提供的潜堤具有消浪效果好、运输方便、应用面广的特点。

摘要： 本实用新型公开了一种自流动废弃固化土潜堤，包括框架合围结构、基床、堤顶盖板和预沉囊袋，所述堤顶盖板设于框架合围结构顶部，所述框架合围结构设在基床上，所述预沉囊袋按流向布置在框架合围结构两侧，所述框架合围结构内设有堤身材料，所述堤身材料进入预沉囊袋形成护面。本实用新型过采用板桩与预制混凝土堤顶盖板作为潜堤外框架，可以实现简化潜堤结构；采用自流动废弃固化土进行堤身填充可以减少对砂石资源的消耗，实现废物利用，对环境保护和资源节约有重要意义。

摘要： 本实用新型公开了一种透空式模块，采用由钢筋混凝土制成的直角楔型框架结构，设有底板、后侧方框和前孔板，在底板上设有多个均布的减压孔，后侧方框垂直固定在底板的后端，前孔板倾斜设置，连接在底板的前端和后侧方框的顶部之间。本实用新型还公开了一种采用上述模块的多功能潜堤和一种采用上述模块的鱼礁。本实用新型公开的透空式模块采用上小下大的直角楔型框架结构，稳定性好，结构简单，安装方便，可广泛应用于鱼礁、保滩促淤、航道整治以及海岸防护结构。采用上述模块的潜堤不但可以有效地提高消浪固沙效果，还可以为鱼类提供栖息环境，在一定程度上保护海岸的自然景观。采用上述模块组合形成的鱼礁，可以保护和维持海洋生态的平衡和稳定。