針對(duì)航道長(zhǎng)度對(duì)港域波浪傳播影響的相關(guān)研究較少的現(xiàn)狀,基于波浪物理模型試驗(yàn)和數(shù)值模型試驗(yàn),對(duì)不同波浪條件下,港域波高隨航道長(zhǎng)度變化的關(guān)系進(jìn)行了分析研究。研究表明:波高對(duì)航道長(zhǎng)度的選取基本沒有影響;港池內(nèi)波高對(duì)應(yīng)的臨界航道長(zhǎng)度始終為3 500 m,該航道長(zhǎng)度下港內(nèi)的波高模擬效果可與長(zhǎng)航道工況基本等同。波浪小角度入射時(shí),迎浪側(cè)的臨界航道長(zhǎng)度為4 000 m;波浪大角度入射時(shí),航道長(zhǎng)度的改變對(duì)迎浪側(cè)的波高分布影響很小。長(zhǎng)周期和波浪大角度入射時(shí),航道背浪側(cè)的有效區(qū)域?yàn)閺暮降滥┒碎_始,波浪入射波向與航道軸線所夾區(qū)域;短周期或者波浪小角度入射時(shí),短航道背浪側(cè)不存在模型的有效區(qū)域。 

【文章來源】：人民珠江. 2020,41(12)

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

模型布置

數(shù)值模型計(jì)算軟件采用國(guó)際上公認(rèn)的MIKE21軟件,具體為基于Boussinesq方程的BW模塊,MIKE21 BW模塊能模擬緩變地形或復(fù)雜變化邊界條件下的波浪傳播變形。MIKE21 BW模型中采用內(nèi)部?jī)?nèi)部造波源函數(shù)法進(jìn)行造波,造波線設(shè)置在模型底端處深水區(qū)域,波浪由深水向淺水傳播,并在造波線后方設(shè)置海綿層以達(dá)到吸收反向傳播波能的目的,海綿層厚度取為20層,總厚度為120 m,見圖2。模型計(jì)算采用正方形網(wǎng)格,空間步長(zhǎng)取為6 m,時(shí)間步長(zhǎng)取為0.08 s;每組試驗(yàn)?zāi)M時(shí)間為50 min,保證統(tǒng)計(jì)分析的波個(gè)數(shù)在250個(gè)以上。在港池內(nèi)部及港外防波堤身、堤頭處設(shè)置孔隙層以模擬建筑物的反射系數(shù),港池外部邊界區(qū)域的反射系數(shù)取為0.25～0.40,模擬扭王字護(hù)面塊體的反射;港池內(nèi)邊界東、南、西側(cè)反射系數(shù)取為0.99,模擬直立式結(jié)構(gòu)全反射;港池內(nèi)邊界北側(cè)反射系數(shù)取為0.15～0.30,模擬物理模型中的港池邊界弱反射的斜坡式消浪網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

通過對(duì)比分析數(shù)值模型、物理模型的試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),各波向、各重現(xiàn)期下的物理模型、數(shù)值模型在各測(cè)點(diǎn)的波高大小吻合良好。絕大部分工況的最大相對(duì)誤差都在50%以下,且最大相對(duì)誤差較大的工況都出現(xiàn)在小波高測(cè)點(diǎn)處,這些測(cè)點(diǎn)波高的絕對(duì)誤差值并不明顯。同樣地,絕大部分工況的平均相對(duì)誤差都在±10%以內(nèi),只有2組工況的平均相對(duì)誤差達(dá)到了-43.30%和-40.98%,但這是由于物理模型的強(qiáng)非線性作用所致。圖3—5列出了典型的數(shù)值模型、物理模型波高驗(yàn)證對(duì)比,三圖說明除了波高大小外,各測(cè)點(diǎn)的波高分布規(guī)律也較為吻合,數(shù)值模型驗(yàn)證效果較好。圖4 SSE向,設(shè)計(jì)高水位,50年一遇波浪

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]港口航道對(duì)波浪的影響研究[D]. 馮明威.大連海洋大學(xué) 2015
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[3]航道和雙突堤條件下波浪傳播變形規(guī)律研究[D]. 劉愛珍.大連理工大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3253399